[發(fā)明專利]一種多孔核殼納米含金合金及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210054483.4
• 申請(qǐng)日: 2012-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102581273A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿保友;蒯龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽師范大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F1/02
• 分類號(hào): B22F1/02;B22F9/24;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 方南

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)納米材料及其制備方法這一技術(shù)領(lǐng)域。?

技術(shù)背景：

二十多年來(lái)，功能納米材料在能源催化、有機(jī)催化、光催化等關(guān)乎國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的重要領(lǐng)域已展示出驚人的應(yīng)用價(jià)值和潛質(zhì)。尤其是貴金屬納米結(jié)構(gòu)(例如Au、Pd和Pt等)因具有優(yōu)異的催化性能而廣受關(guān)注。大量研究事實(shí)表明納米催化材料的催化性能具有顯著的結(jié)構(gòu)依賴性，因此研究和構(gòu)筑高活性納米結(jié)構(gòu)是解決催化問(wèn)題的關(guān)鍵之一。近年來(lái)，核殼納米結(jié)構(gòu)得到廣泛關(guān)注，在鋰離子電池、能源催化、有機(jī)催化等領(lǐng)域具有顯著增強(qiáng)的催化活性和催化穩(wěn)定性。該結(jié)構(gòu)是由核和殼層構(gòu)成，核殼的組分可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，具備核和殼組分材料雙重功能的同時(shí)又帶來(lái)一些新穎的性質(zhì)和催化行為。另外，因?yàn)槎嗫椎慕饘俣嗑Ъ{米結(jié)構(gòu)具有更大的比表面積，更多的催化活性位置，所以具有比單晶納米結(jié)構(gòu)更加優(yōu)越的催化活性和穩(wěn)定性。然而，目前得到金屬核殼結(jié)構(gòu)的金屬殼層為單晶結(jié)構(gòu)，所以催化活性依然受限。?

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明針對(duì)單晶核殼金屬納米結(jié)構(gòu)催化活性受限的問(wèn)題，提供一種多孔Au-M(M＝Au、Pd、Pt及其合金)核殼納米結(jié)構(gòu)催化劑及其制備方法。?

本發(fā)明的一種多孔Au-M(M＝Au、Pd、Pt及其合金)核殼納米結(jié)構(gòu)催化劑是由Au核和金屬殼組成，殼層是多孔結(jié)構(gòu)，厚度25-35nm，殼層組分可以是Au、?Pd等金屬及其合金。?

本發(fā)明的技術(shù)工藝包括下列步驟：?

A、準(zhǔn)備AuAg核殼納米粒子：按照已有報(bào)道的方法合成(M.Tsuji等，Cryst.Growth?Des.2006，6，1801)。即將AgNO₃、聚乙烯吡咯烷酮和Au納米顆粒依次加入到乙二醇中，140℃反應(yīng)2小時(shí)，用水和無(wú)水乙醇依次洗滌2-3次；?

B、準(zhǔn)備反應(yīng)溶液：室溫下配置低價(jià)態(tài)貴金屬鹽水溶液；?

為了得到HAuCl₂溶液，將2mL濃度為1mmol抗壞血酸溶液加入到HAuCl₄溶液室溫?cái)嚢?-5分鐘；?

C、制備工序：將AuAg核殼納米粒子分散在去離子水中，加入低價(jià)態(tài)貴金屬鹽溶液，黑暗條件下靜置2-6小時(shí)，溫度在20-80℃之間；AuAg核殼納米粒子與低價(jià)態(tài)貴金屬鹽溶液的摩爾比為1∶(1.5-0.5)；?

D、洗滌：將產(chǎn)物離心，收集沉淀，用氨水、去離子水和無(wú)水乙醇依次洗滌1-3次，即得多孔Au-M(M＝Au、Pd、Pt及其合金)核殼納米結(jié)構(gòu)，殼層由金屬納米顆粒組成，厚度25-35納米。?

所述的低價(jià)態(tài)為1、2價(jià)；?

所述的低價(jià)態(tài)貴金屬鹽溶液為：HAuCl₂、H₂PdCl₄、K₂PtCl₄及其混合溶液。?

當(dāng)核殼結(jié)構(gòu)為Au-Au，Au-Pd，Au-Au/Pd以及Au-Au/Pt時(shí)，優(yōu)選的反應(yīng)溫度是室溫；?

當(dāng)核殼結(jié)構(gòu)為Au-Pt和Au-Pt/Pd時(shí)，優(yōu)選的反應(yīng)溫度為60℃。?

反應(yīng)原理為(以Au-Pd為例)：?

AuAg+H₂PdCl₄→Au-Pd/AgCl????????????????????(1)?

Au-Pd/AgCl+NH₃·H₂O→Au-Pd+Ag(NH₃)₂⁺?????????(2)?

本發(fā)明突出的優(yōu)點(diǎn)是：采用低價(jià)態(tài)(一價(jià)或者二價(jià))貴金屬鹽溶液為原料，?制備一種多孔核殼含金合金納米結(jié)構(gòu)納米結(jié)構(gòu)。方法簡(jiǎn)單可控，純度近100％，再現(xiàn)性強(qiáng)，并且可以普遍適用。與單晶核殼納米結(jié)構(gòu)相比，該多孔核殼含金合金納米結(jié)構(gòu)具有更大的比表面積，具有更加優(yōu)異的催化性能，可用于異質(zhì)催化以及用作電催化和燃料電池的電極材料。?

附圖說(shuō)明：

圖1是實(shí)施例1制得的多孔Au-Au核殼納米結(jié)構(gòu)催化劑的TEM照片。?

圖2是實(shí)施例2制得的多孔Au-Pd核殼納米結(jié)構(gòu)催化劑的TEM照片。?

圖3是實(shí)施例3制得的多孔Au-Pt核殼納米結(jié)構(gòu)催化劑的TEM照片。?

圖4是實(shí)施例2制得的多孔Au-Pd核殼納米結(jié)構(gòu)催化劑電催化乙醇氧化的循環(huán)伏安曲線。?

圖5是實(shí)施例2制得的多孔Au-Pd核殼納米結(jié)構(gòu)催化劑電催化氧氣還原的線性掃描伏安曲線。?

具體實(shí)施方式：