[發明專利]一種鉑納米粒子及其制備方法

有效

• 申請號: 201410441098.4
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104190919B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 徐國寶;賴建平
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/24;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明屬于納米材料領域，尤其涉及一種鉑納米粒子及其制備方法。

背景技術

納米是一個特殊尺寸范疇，1納米等于十億分之一米，而當物質小到納米的尺度時，由于這個尺度正好是原子和分子相互作用的空間，因此，處于這個尺度的物質具有極其特殊的物理和化學性能。

納米材料是指在三維空間中至少一維處于納米尺度范圍或由他們作為基本單元構成的材料。按維數劃分，納米材料的基本單元可以分為三類：(1)零維納米材料，指在三維空間中三維尺度均在納米尺度，如納米球、原子團簇等；(2)一維納米材料，指在三維空間中有兩維處于納米尺度，如納米棒、納米線、納米管等；(3)二維納米材料，指在三維空間中有一維在納米尺度，如超薄膜、多層膜、超晶格等。

由于納米材料的結構、尺寸既不同于體塊材料，也不同于單個原子，使其具備了特殊的結構效應，例如表面效應、體積效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等，而其特殊的結構效應使得納米材料作為催化劑時的催化活性和選擇性大大優于傳統催化劑。國際上已經將納米催化劑作為第四代催化劑進行研究和開發。

鉑納米粒子是目前研究最為廣泛的納米催化劑之一，其在一氧化碳/氮氧化物的氧化、石油裂解、燃料電池、水分解等領域有著廣闊的應用前景，但現有的鉑納米粒子的催化性能依然難以令人滿意。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鉑納米粒子及其制備方法，本發明提供的鉑納米粒子具有良好的催化性能。

本發明提供了一種鉑納米粒子，包括：

核心；

與所述核心相連的5條側臂。

優選的，所述鉑納米粒子的粒徑小于800nm。

優選的，所述5條側臂位于同一平面內。

優選的，所述5條側臂平均分布。

優選的，所述鉑納米粒子在5條側臂所在平面內的尺寸大于垂直于該平面的尺寸。

本發明提供了一種鉑納米粒子的制備方法，包括以下步驟：

a、乙酰丙酮鉑、油胺和三丙胺混合，進行反應，得到鉑納米粒子；

所述乙酰丙酮鉑、油胺和三丙胺的質量比為5:2.5～4.2:2.3～3.7；

所述反應的時間為10h以上。

優選的，所述反應的溫度為150～220℃。

優選的，所述反應的時間為10～24h。

優選的，所述混合的方式為超聲波振動。

優選的，所述超聲波振動的時間為5～60min。

與現有技術相比，本發明提供了一種鉑納米粒子，包括：核心；與所述核心相連的5條側臂。本發明提供的鉑納米粒子在粒子核心外緣具有向外延伸的5條枝化側臂，這種獨特結構能夠提高鉑納米粒子的比表面積和活性，從而表現出優異的催化效果。實驗結果表明，相比于商用鉑黑，本發明提供的鉑納米粒子作為甲酸電氧化實驗的催化劑時，比峰電流密度提高了6mA/cm²以上，2000秒后的剩余電流密度提高了1.9mA/cm²以上。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1是實施例1制備的鉑納米粒子的掃描電鏡圖；

圖2是實施例1制備的鉑納米粒子的掃描電鏡圖；

圖3是實施例1制備的鉑納米粒子的掃描電鏡圖；

圖4是實施例2制備的鉑納米粒子的掃描電鏡圖；

圖5是實施例3制備的鉑納米粒子的掃描電鏡圖；

圖6是對比例1制備的鉑納米粒子的掃描電鏡圖；

圖7是對比例2制備的鉑納米粒子的掃描電鏡圖；

圖8是對比例3制備的鉑納米粒子的掃描電鏡圖；

圖9是實施例1制備的鉑納米粒子和商用鉑黑在甲酸和硫酸的混合溶液中的循環伏安曲線圖；

圖10是實施例1制備的鉑納米粒子和商用鉑黑在甲酸和硫酸的混合溶液中的電流密度隨時間的變化曲線圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明提供了一種鉑納米粒子包括：