目前,貴金屬納米材料幾乎應(yīng)用于所有行業(yè),這些被應(yīng)用的貴金屬通常都是經(jīng)過(guò)深加工的制品。所謂貴金屬的深加工,是指將貴金屬單質(zhì)或化合物通過(guò)一系列的加工過(guò)程,使其物理或化學(xué)形態(tài)發(fā)生變化,成為更有使用價(jià)值的貴金屬制品的過(guò)程。如今通過(guò)與納米技術(shù)相結(jié)合,貴金屬深加工的范圍得到了拓展,許多新的貴金屬深加工產(chǎn)品也因此得以問(wèn)世。
貴金屬納米資料包含貴金屬單質(zhì)和化合物納米粉體資料、貴金屬新式大分子納米資料和貴金屬膜資料等幾大類型。其間,貴金屬的單質(zhì)和化合物納米粉體資料又可分為負(fù)載型和非負(fù)載型兩類,是工業(yè)上使用多的貴金屬納米資料。
1、非負(fù)載型粉體
使用方面:
另外,用貴金屬膠體制成的漿料具有更高的功能價(jià)格比,產(chǎn)品質(zhì)量安穩(wěn),可用于開(kāi)發(fā)新一代高功能電子產(chǎn)品,同時(shí)貴金屬膠體本身還能夠直接用于電子電路制造及電子封裝技能,如貴金屬Pd膠體可被制成色粉流體(Toner fluid),用于電子電路制造和工藝品鍍金。
貴金屬的負(fù)載型納米資料一般指將貴金屬及其化合物的納米粒子負(fù)載到必定的多孔性載體上得到的復(fù)合物,也有人將它歸入貴金屬?gòu)?fù)合資料。它具有兩大優(yōu)點(diǎn):
②生產(chǎn)進(jìn)程比非負(fù)載型簡(jiǎn)單,技能指標(biāo)易操控。
2、負(fù)載型粉體
貴金屬的負(fù)載型納米材料通常指將貴金屬及其化合物的納米粒子負(fù)載到一定的多孔性載體上得到的復(fù)合物,也有人將它歸入貴金屬?gòu)?fù)合材料。它具有兩大優(yōu)點(diǎn):
①可以得到非常分散和均勻的貴金屬單質(zhì)和化合物的納米粉體材料,有效地防止貴金屬納米粒子之間的團(tuán)聚;
②生產(chǎn)過(guò)程比非負(fù)載型簡(jiǎn)單,技術(shù)指標(biāo)易控制。
目前已生產(chǎn)并在工業(yè)上得到應(yīng)用的負(fù)載型貴金屬粉體有Ag,Au,Pt,Pd,Rh和它們相互之間以及它們與一些賤金屬之間形成的合金納米粒子。
應(yīng)用方面:
目前負(fù)載型貴金屬納米材料主要用作催化劑。由于貴金屬納米粒子尺寸很小,比表面積很大,表面原子的鍵態(tài)和配位情況與與顆粒內(nèi)部原子有很大差異,從而使貴金屬顆粒表面的的活性位置大大增加,具備作為催化劑的基本條件。另外,貴金屬特有的化學(xué)穩(wěn)定性,使貴金屬在制作成催化劑后具有特有的催化穩(wěn)定性、催化活性和再生性。
目前已研究出多種化學(xué)合成工業(yè)中應(yīng)用的納米級(jí)貴金屬催化劑,比如,載在沸石-1上的膠體Pt催化劑用于將烷烴轉(zhuǎn)化成石油,載在碳上的膠體Ru可用于合成氨,Pt100-xAux膠體可用于n-丁烷氫解和同分異構(gòu)化。貴金屬(特別是Pt)納米材料作為催化劑在燃料電池商業(yè)化中也起著至關(guān)重要的作用:由于1~10nm Pt粒子具有的優(yōu)異催化性能,用納米級(jí)Pt制成燃料電池催化劑,不但催化性能得到提高,而且可減少貴金屬用量,使得制備成本得以大幅下降。
另外,納米級(jí)貴金屬還將在氫能源開(kāi)發(fā)中起關(guān)鍵作用。用納米級(jí)貴金屬催化劑分解水制氫是貴金屬納米材料發(fā)展的一個(gè)方向,目前已有多種途徑用貴金屬納米材料催化制氫,如膠體Ir是水還原制氫的活性催化劑。
二、貴金屬新式原子簇
使用方面:現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)3~40 nm的金納米粒子可用于細(xì)胞內(nèi)部染色,提高對(duì)細(xì)胞內(nèi)部組織觀察的分辨率,這對(duì)細(xì)胞生物學(xué)的研討具有重要意義。
貴金屬化學(xué)性質(zhì)安穩(wěn),不易與周圍環(huán)境起反響,常被用來(lái)制造外表鍍層和多孔膜。除了一般的裝飾鍍層外,近年來(lái),出現(xiàn)了鍍金玻璃作墻幕,以反射熱輻射,減小能源消耗。如多倫多市加拿大皇家銀行大樓就安裝了鍍金反射玻璃,用去黃金77.77 kg。
三、貴金屬膜材料
貴金屬化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易與周圍環(huán)境起反應(yīng),常被用來(lái)制作表面鍍層和多孔膜。除了一般的裝飾鍍層外,近年來(lái),出現(xiàn)了鍍金玻璃作墻幕,以反射熱輻射,減小能源消耗。如多倫多市加拿大皇家銀行大樓就安裝了鍍金反射玻璃,用去黃金77.77 kg。