基本介紹
- 中文名：鉑黑溶膠
- 成分：鉑黑
- 用途：用作催化劑，氣體吸收劑
- 製備：化學還原法等
- 領域：工程技術
介紹,鉑黑催化劑的製備方法,鉑溶膠對魯米諾電化學發光的增敏作用,鉑溶膠及修飾電極的製備,實驗方法,
介紹
金屬鉑的極細粉末呈黑色，所以叫鉑黑。表觀密度15.8-17.6。溶於王水。一般使它積聚在石棉或其他多孔物質的表面上，如將石棉，浸入氯鉑酸或氯鉑酸銨溶液中，取出後灼燒，即得鉑棉。鉑黑、鉑（石）棉能吸附大量的氫、氧等氣體，在許多氣體反應中可用作催化劑。例如氨的氧化等。電解氯鉑酸也可使鉑黑鍍在鉑或金電極的表面上，在電化學中常用作氫電極或其他氣體電極。鉑黑可由鉑鹽溶液中加鋅或鎂還原而製得。
鉑黑催化劑的製備方法
在鹼溶液中用甲醛、肼、甲酸鈉、硼氫化鈉等還原劑還原氯鉑（IV）酸，可製得鉑黑催化劑。
（1）用甲醛還原製備鉑黑催化劑
取氯鉑酸溶液80mL（含鉑20g，難溶時可加少量鹽酸），加入33%甲醛水溶液150mL。激烈攪拌下冷卻至-10 ℃以下，向其中滴入50%氫氧化鉀水溶液420mL，溫度保持在4-6 ℃以下，滴完後在30min內讓溫度上升至55-60℃，使還原進行完畢。冷卻後用傾瀉法除去上部澄清液，加入蒸餾水，傾去上清液，反覆操作，洗去鹼和氯離子。然後吸濾出沉澱物，吸濾時，注意使催化劑始終被水覆蓋，否則會起火。吸濾出的催化劑，置乾燥器中乾燥保存。
（2）用硼氫化鈉還原製備鉑黑催化劑。
由硼氫化鈉還原氯鉑酸得到的鉑黑催化劑，在用於催化烯烴，如辛烯-1還原時，其活性比氧化鉑（Adams）催化劑高一倍。
在100mL圓底燒瓶中裝有磁力攪拌棒、氫氣導入管，氣體導出管和一個套有橡皮帽的側管。氣體導出管和一個壓力計相連，氫氣導入管和一個用作氫氣發生瓶的三角燒瓶相連。將圓底燒瓶放在25 ℃的恆溫水浴中，在圓底燒瓶內放入0.20M的氯鉑酸1.0mL，及無水乙醇40mI，並將瓶中充滿氮氣。從套有橡皮帽的側管中注入1.00M的硼氫化鈉乙醇液5.0mL，使氯鉑酸還原，再加6M鹽酸4.0mL，破壞過量的硼氫化鈉，就可以原位製得所需的鉑黑催化劑，在氫氣發生瓶中放入酸性水溶液，並由滴定管滴入1.0M硼氫化鈉溶液，使發生氫氣。這時可將待氫化的反應底物加入圓底燒瓶，將氫氣發生瓶中產生的氫氣從導入管中導入，就可以使底物還原。
鉑溶膠對魯米諾電化學發光的增敏作用
電化學發光(ECL)是通過電極反應誘導化學發光的一種分析方法，已套用於許多無機物和有機物的分析測定，尤其在生物分析領域備受關注。對於以魯米諾為發光試劑的體系而言，使用增敏劑增強其發光，可更有效的套用於一些生物活性分子的檢測，因而尋找有效合理的增敏措施對開展生物分子的ECL研究有重要意義。近年來，納米科技迅速發展，納米微粒作為納米材料備受關注。本實驗用化學還原法合成了金屬Pt納米微粒，並通過電化學沉積修飾到電極表面上。修飾電極對以魯米諾為發光試劑的電化學發光有明顯的增敏作用，且具有較好的穩定性，可利用該修飾電極測定痕量維生素C，靈敏度極高。
鉑溶膠及修飾電極的製備
製備鉑溶膠的所有玻璃器皿均用王水浸洗，根據文獻，將4mL質量分數為5%H2PtCl6溶液加入340mL水中，加熱到80℃，在磁力攪拌下快速加入60mL1%檸檬酸二氫鈉溶液，恆溫1h。加入極少量NaBH4並回流30min後浸入冷水中終止反應，即可製得納米鉑水溶膠，濃度為1.4×10-6mmol/L，經透射電子顯微鏡觀察，鉑顆粒的平均粒徑約為5 nm，於冰櫃中存放數月不發生團聚。將盤旋鉑電極用金相砂紙磨平，用氧化鋁懸濁液拋光，然後依次用無水C2H5OH和水超聲洗滌。將處理後的電極浸入上述鉑溶膠中，於0.2～ 2 V循環掃描15 min，納米鉑沉積在電極表面，取出電極後用水反覆沖洗，即製得鉑溶膠修飾電極。
實驗方法
在電解池中加入1mL緩衝溶液，用微量注射器加入魯米諾溶液，將電極系統（盤旋鉑電極為工作電極、鉑絲為輔助電極、銀絲為參比電極）置入其中並施加正矩形脈衝電壓（1.5V, 0V），脈衝占空比為1:5，半周期4s，用微弱光監測器檢測光強。
在中性介質中，鉑溶膠修飾電極對溶液中魯米諾的電化學發光具有明顯的增敏作用，且具有較好的穩定性。維生素C對此增敏的電化學發光有強烈的猝滅作用。因此，利用該修飾電極可測定痕量維生素C。靈敏度極高，檢出限為2.0×10-13mol/L，並實現了片劑的檢測，方法準確、可靠。
