[实用新型]一种超声电化学法制备贵金属纳米材料的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种贵金属纳米材料的制备装置，具体是一种超声电化学法制备贵金属纳米颗粒材料的装置。

技术背景

纳米材料因其特有的物理、化学性质，已经在物理、化学、材料等诸多领域得到重视。经过多年的研究和发展，纳米材料的开发、制备和实际应用技术得到了迅速发展。

贵金属纳米材料是纳米材料中一个重要组成部分，其将贵金属独特的物理化学性质与纳米材料的特殊性能有机地结合起来，在燃料电池、石油化工、环境保护、医药材料等领域中得到了广泛应用。制备贵金属纳米颗粒的方法主要有蒸发冷凝法、粉碎法、气相沉积法、化学沉淀法、胶体化学法、射线辐照法、微乳法、水热合成法、超声电化学法等，其中超声电化学法是近年来制备贵金属纳米颗粒方法中发展最快的方法之一。

超声电化学是将超声辐照与电化学方法相结合，兼有两者的特长，超声电化学的优点有操作温度低、环境友好、加速传质、提高反应速率、促使电极表面清洁等，在制备纳米粒子的过程中通过控制电流密度、离子浓度、超声功率的强弱等各种参数控制纳米颗粒尺寸和形状。另外，超声电化学过程中的电参数(电流、电压、超声波强弱)便于数据采集、过程易于自动化和控制，而且电解槽可以连续运转等一系列优点。目前，超声电化学法已成为合成贵金属纳米颗粒的有效手段。近年来，众多研究者在实验室研究中通过超声电化学合成技术制备出了贵金属纳米颗粒，南京大学廖学红等通过控制AgNO₃溶液的浓度，在一定量配位剂EDTA的存在下，用超声电化学法制备出了不同粒径的球形纳米粒子和树枝状的纳米银。天津大学程敬泉等通过超声电化学的方法，在AgNO₃溶液中以EDTA为络合剂，通过加入一定浓度的PVP，制备出了球形和线状的纳米银。王崇人等在十六烷基三甲基溴化铵的正胶束水溶液中引入四辛基溴化铵作为“形状诱导剂”，在超声波搅拌下，通过电化学沉积法制备了金纳米棒。可见，超声电化学方法操作简单，没有引入其它杂质进入体系中，适用于制备纯度较高的贵金属纳米颗粒，且应用前景十分广泛。

因此，开发一种超声电化学法制备贵金属纳米材料的装置成为一种迫切的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种超声电化学法制备贵金属纳米颗粒材料的装置。以克服现有技术存在的缺陷。

本实用新型包括有电解槽盖、槽体盖、阴极导杆、阴极、电解液、水、外壳、超声波发生器、槽体、阳极、阳极导杆和电解槽，槽体上覆盖槽体盖，槽体内部装有水及电解槽，电解槽侧壁上开设有循环电解液进口和电解液出口，槽体的壁外侧装设超声波发生器，电解槽设置在槽体中的水中，电解槽上部覆设电解槽盖，电解槽盖上开设有进气口和出气口，阴极导杆、阴极、电解液、阳极、阳极导杆均设置在电解槽的内部，阳极导杆和阴极导杆分别与电源的正负极连接。

超声波发生器为市售的常规超声波发生装置，超声波发生器直接安装在槽体的下壁外，超声波发生器通过开关和强度调节按钮控制。

所述槽体和电解槽的材质为有机玻璃或钛合金。

所述的超声波发生器安装在槽体壁外侧，所述的槽体壁外侧为底壁外侧或侧壁外侧，超声波发生器的探头也可以直接安装在槽体内部的水中。

所述阴极的材质为不锈钢或铂片，阳极的材质为钌钛合金网。

本实用新型的工作过程和原理：

电解液通过电解液进口进入电解槽中，在保护气体保护下进行电解，贵金属纳米颗粒在阴极上生成，在超声波的作用下迅速转移到电解液中，电解液最后由电解槽下部的电解液出口流出电解槽。本实用新型能够制备金、银、铂、铑、钯和钌等贵金属的纳米颗粒。

本实用新型的有益效果：

本实用新型操作简单，各参数容易控制，通过控制装置的各参数能够有效的控制纳米颗粒尺寸和形状。本实用新型适用于制备贵金属纳米颗粒，应用前景十分广泛，具有较好的市场价值和经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图。

具体实施方式