[發明專利]鉑-合金納米粒子的合成和包含其的負載型催化劑

有效

• 申請號: 201210106125.3
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN102728384A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: M.K.卡彭特;I.杜塔
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;H01M4/92
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李連濤;李炳愛

1.合成鉑-合金納米粒子的方法，所述方法包括：

在反應器中形成反應混合物，所述反應混合物包含：

???????（a）鉑前體；

???????（b）選自鎳前體、鈷前體及其混合物的第二前體；和

???????（c）甲酰胺還原溶劑；

密封所述反應器；

將密封在所述反應器中的所述反應混合物加熱至高于150℃的反應溫度；

使所述反應器的所述溫度保持至少1小時；

冷卻所述反應器；和

從所述反應器中取出鉑-合金納米粒子。

2.權利要求1的方法，其中所述甲酰胺還原溶劑選自具有式R¹R²N?C(=O)H的烷基取代的甲酰胺，其中R¹和R²獨立地選自氫和C₁?C₆烴基。

3.權利要求1的方法，其中所述甲酰胺還原溶劑選自甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N-乙基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二乙基甲酰胺。

4.權利要求1的方法，其中所述甲酰胺還原溶劑是N,N-二甲基甲酰胺。

5.權利要求1的方法，其中所述反應混合物進一步包含封端劑，所述封端劑選自十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三乙基溴化銨、油胺、伯胺、吡啶、吡咯、二乙醇胺、三乙醇胺、聚乙烯醇、金剛烷羧酸、花生酸、油酸、酒石酸、檸檬酸、庚酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、四氫噻吩、任何所述封端劑的鹽和至少兩種所述封端劑的組合。

6.權利要求1的方法，其中所述加熱包括以至少10℃/min的加熱速率將所述反應器加熱至所述反應溫度。

7.權利要求1的方法，其中所述鉑前體選自乙酰丙酮酸鉑(II)、六氯化二氨鉑(IV)、二亞硝酸二氨鉑(II)、二甲基(1,5-環辛二烯)鉑(II)、四氯鉑(II)酸鉀、二氫六氯鉑酸(IV)水合物、硝酸四氨鉑(II)和順式-二氯雙(三苯基膦)鉑(II)。

8.權利要求1的方法，其中所述第二前體是選自乙酰丙酮酸鎳(II)、乙酸鎳(II)、2-乙基己酸鎳(II)、硝酸鎳(II)和碘化六氨鎳(II)的鎳前體。

9.負載型催化劑，其包含：

根據權利要求1的方法制成的鉑-合金納米粒子，

具有分散在所述催化劑載體的外表面上的所述鉑-合金納米粒子的催化劑載體。

10.形成包含具有(111)-取向面或小面的Pt₃(Ni,Co)納米粒子的負載型催化劑的方法，所述方法包括：

在反應器中形成反應混合物，所述反應混合物包含：

???????（a）乙酰丙酮酸鉑(II)；

???????（b）選自乙酰丙酮酸鎳(II)、乙酰丙酮酸鈷(II)、乙酰丙酮酸鈷(III)及其混合物的第二前體；

???????（c）N,N-二甲基甲酰胺；和

???????（d）封端劑，其選自十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三乙基溴化銨、油胺、伯胺、吡啶、吡咯、二乙醇胺、三乙醇胺、聚乙烯醇、金剛烷羧酸、花生酸、油酸、酒石酸、檸檬酸、庚酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、四氫噻吩、任何所述封端劑的鹽和至少兩種所述封端劑的組合；

密封所述反應器；

以至少10℃/min的速率將密封在所述反應器中的所述反應混合物加熱至高于150℃的反應溫度；

使所述反應器的所述溫度保持至少1小時以在所述反應混合物中形成具有(111)-取向面或小面的Pt₃(Ni,Co)納米粒子；

冷卻所述反應器；和

使所述Pt₃M納米粒子負載在催化劑載體材料上。