[發明專利]一種連續制備膠體PdM (M=Pt, Au)合金納米粒子的方法

無效

• 申請號: 201210425349.0
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102896328A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 楊生春;楊志懋;孫占波;丁秉鈞;宋曉平
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種合金膠體納米粒子的制備方法，特別涉及一種采用光化學法連續制備平均粒徑為小于10納米的膠體PdM(M=Pt,Au)合金納米粒子的方法。

背景技術

PdM(M=Pt,Au)也就是PdPt或PdAu合金，PdM(M=Pt,Au)合金納米粒子由于在汽車尾氣凈化，CO催化氧化，燃料電池，甲醛分解，加氫、制氫，水煤氣反應等方面表現出較好的催化性能，有著潛在的巨大的應用前景。尤其是PdM(M=Pt,Au)合金納米微粒通過兩種金屬的協調作用表現出較好的CO、NO催化性能，有望在汽車尾氣凈化領域得到大規模應用。

PdM(M=Pt,Au)納米粒子膠體的制備方法主要有化學還原反應，置換反應等方法。文獻中采用化學還原法制備銀鈀合金納米材料主要是用相關的前驅體在水溶液或有機溶液中攪拌、高溫條件下長時間進行反應或者加入還原劑進行共還原的方法。但是，這種化學制備過程不能實現連續的工業化制備，此外所制備的合金粒子的尺寸普遍大于10納米，這對于貴金屬在催化工業領域的高效利用造成不利影響。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明的目的在于提供一種能夠連續制備平均粒徑為小于10納米的膠體PdM(M=Pt,Au)合金納米粒子的方法。該方法操作簡單，能夠連續生產，整個反應過程無有毒物質產生，環境友好，屬于綠色化學的制備方法，且合金粒子尺寸容易控制，所需的化學試劑廉價易購。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

步驟一、將氯金酸或氯鉑酸與氯化鈀按氯金酸中的金或氯鉑酸中的鉑與氯化鈀中的鈀的質量比為（0-1）:1共同溶解于水中，形成氯化鈀的濃度為0.01～2mg/mL混合溶液；

步驟二、在步驟一得到的混合溶液中加入檸檬酸和PVP后，以0.5～1000mL/min的流速注入石英管中，石英管兩側并行排列有紫外燈管，同時開啟紫外燈；在石英管出口端接液，即獲得尺寸分布均勻的膠體PdM(M=Pt,Au)合金納米粒子；

其中，檸檬酸與鈀金離子的總質量或鈀鉑離子的總質量之比為（5-10）:1；PVP與鈀金離子的總質量或鈀鉑離子的總質量之比為（1-15）:1。

所述的PVP為PVP(K30)，PVP(K60)或PVP(K90)。

所述的石英管管徑為0.5～10mm，管長為5～200cm，石英管兩側并行排列有紫外燈管的激發波長為253-380nm，功率為10～2000W。

所述的石英管為平行排列相互連通的石英管陣列。

本發明將含有PVP、檸檬酸和氯化鈀與氯金酸或氯鉑酸的水溶液注入石英管中，并將石英管置于并排排列的紫外燈中間進行紫外照射，獲得粒徑分布均勻的PdM(M=Pt,Au)合金納米粒子膠體溶液。其優點在于能夠連續、大批量制備小尺寸、高催化活性的貴金屬PdPt、PdAu合金納米粒子溶液，同時可以實現合金粒子中組分的控制，降低生產成本。

附圖說明

圖1是本發明制備的PdPt合金納米粒子的投射電子顯微鏡圖像。

圖2是本發明制備的PdAu合金納米粒子的投射電子顯微鏡圖像。

由圖1可以看出所制備的PdPt合金納米粒子平均粒徑為1.8納米。

由圖2可以看出所制備的PdAu合金納米粒子平均粒徑為1.6nm。

具體實施方式

實施例1：

步驟一、將氯金酸與氯化鈀按氯金酸中的金與氯化鈀中的鈀的質量比為1:1共同溶解于水中，形成氯化鈀的濃度為0.05mg/mL混合溶液；

步驟二、在步驟一得到的混合溶液中加入檸檬酸和PVP(K30)，其中，檸檬酸與鈀金離子的總質量之比為6:1；PVP與鈀金離子的總質量之比為9：1；然后以8mL/min的流速注入管徑為0.5mm，管長為5cm的石英管中，在石英管兩側并行排列有激發波長為253-380nm，功率為10W的紫外燈管，同時開啟紫外燈；在石英管出口端接液，即獲得尺寸分布均勻的膠體Pd?Au合金納米粒子。

實施例2：

步驟一、將氯金酸與氯化鈀按氯金酸中的金與氯化鈀中的鈀的質量比為0.8:1共同溶解于水中，形成氯化鈀的濃度為0.01mg/mL混合溶液；