配位剂和复合还原剂对ABS化学镀铂组织及双氧水分解催化性能的影响

摘要

[目的]提高ABS表面化学镀铂层的沉积可控性、镀层均匀性及其对双氧水分解反应的高催化活性及稳定性。[方法]以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为配位剂，甲酸、水合肼和次磷酸钠为复合还原剂，在经除油、MnO₂+H₂SO₄粗化及钯胶体活化预处理的ABS塑料环表面进行化学镀铂。通过正交试验优化DMF与氯铂酸质量比、次磷酸钠质量浓度及沉积时间。通过扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）及X射线光电子能谱（XPS）表征Pt镀层微观形貌、元素组成和化学价态；采用循环伏安法（CV）、线性扫描伏安法（LSV）和电化学阻抗谱（EIS）评价Pt镀层的催化性能；并通过50次双氧水循环分解实验检测其催化稳定性。[结果]较优配方和工艺条件为：DMF与氯铂酸质量比1∶1，次磷酸钠质量浓度14.90 mg/L，化学镀时间1 h。该条件下所得Pt镀层连续、致密、颗粒分布均匀；镀层中铂主要以金属态Pt⁰存在，并含少量Pt²⁺及氧化态含磷物质。电化学测试表明，该镀层具有最低的电荷转移阻抗和最高的H₂O₂氧化电流响应；在双氧水分解实验中，经50次循环（总时长300 h）后仍保持较优的催化性能，残余H₂O₂质量浓度稳定在5 mg/L左右，显著优于其他配比及还原剂浓度组合。[结论]本文的研究结果为绝缘聚合物基贵金属催化层的制备提供了可行的技术路径。

关键词

ABS塑料 / 化学镀铂 / N,N-二甲基甲酰胺 / 次磷酸钠 / 双氧水分解 / 催化性能 / 循环稳定性