[發明專利]一種中空Pt/Ni合金與石墨烯氣凝膠復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201510063285.8
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN104646025B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 周亞洲;楊娟;程曉農
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J13/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種中空Pt/Ni合金與石墨烯氣凝膠復合材料的制備方法，其特征在于：首先利用超聲波化學還原法和回流法連續還原反應獲得具有中空結構的Pt/Ni合金納米顆粒，該納米顆粒平均尺寸為11～13nm，然后采用自組裝工藝將該納米顆粒組裝到氧化石墨烯片層上，并形成三維多孔氣凝膠結構的復合材料；采用超聲波化學還原法，強還原劑可以把過渡金屬還原成納米顆粒，由于該步驟中反應時間很短，因此剩余的Pt離子腐蝕已生成的Ni納米顆粒形成中空結構的Pt/Ni合金，此外，在回流法中的連續還原使得Pt離子全部得以還原，將獲得的分散的Pt/Ni納米顆粒組裝到二維氧化石墨烯片層中，再利用抗壞血酸還原就可以將該復合物組裝成三維多孔石墨烯復合材料，即中空Pt/Ni合金與石墨烯氣凝膠復合材料。

2.如權利要求1所述的一種中空Pt/Ni合金與石墨烯氣凝膠復合材料的制備方法，其特征在于所述制備方法步驟如下：

a)中空結構的Pt/Ni合金納米顆粒的制備

1)將一定量的質量濃度為1％的檸檬酸鈉水溶液加入去離子水中得到檸檬酸鈉水溶液2；

2)將一定量的摩爾濃度均為0.1mol/L的鉑金屬化合物水溶液和鎳金屬化合物水溶液加入1)中的檸檬酸鈉水溶液2中，混合均勻；

3)超聲波化學反應還原：在超聲的條件下，將一定量的強還原劑加入2)中獲得混合溶液中，并持續超聲一定時間；

4)回流法連續還原：將一定量的弱還原劑加入3)混合溶液中，一定溫度下繼續反應一定時間后結束，離心水洗后獲得Pt/Ni合金溶膠；

b)Pt/Ni合金納米顆粒與石墨烯氣凝膠的組裝

1)將一定量質量分數為1.2％的PDDA水溶液加入1mg/mL的氧化石墨烯水溶液中，超聲后獲得PDDA修飾后的氧化石墨烯水溶液；

2)將a)中所制備的中空Pt/Ni合金納米溶膠經常規凝縮方法使得濃度為1mg/mL后，再加入b)步驟中1)獲得的PDDA修飾后的氧化石墨烯水溶液中，超聲分散30min；

3)將一定量的抗壞血酸加入2)混合溶液中，超聲分散2min；

4)將3)所獲的混合溶液密封后放入干燥箱中，一定溫度下保溫一定時間后獲得中空Pt/Ni合金與石墨烯液凝膠復合材料，經過冷凍干燥或超臨界二氧化碳干燥后，即可獲得中空Pt/Ni合金與石墨烯氣凝膠復合材料。

3.如權利要求2所述的一種中空Pt/Ni合金與石墨烯氣凝膠復合材料的制備方法，其特征在于：步驟a)中的1)所述的質量濃度為1％的檸檬酸鈉水溶液的體積與去離子水的體積比為：0.05-0.15：1。

4.如權利要求3所述的一種中空Pt/Ni合金與石墨烯氣凝膠復合材料的制備方法，其特征在于：步驟a)中的1)所述的質量濃度為1％的檸檬酸鈉水溶液的體積與去離子水的體積比為0.12:1。

5.如權利要求2所述的一種中空Pt/Ni合金與石墨烯氣凝膠復合材料的制備方法，其特征在于：步驟a)中2)中所述鉑金屬化合物和鎳金屬化合物種類分別選自包括下列的組群：K₂PtCl₆，K₂PtCl₄，Pt(NO₃)2和NiCl₂·6H₂O，Ni(ClO₃)₂，Ni(ClO₃)₂·6H₂O，Ni(NO₃)2·6H₂O，NiSO₄·6H₂O，NiSO₄·7H₂O中一種；步驟a)中2)0.1mol/L的鉑金屬化合物水溶液與去離子水的體積比為0.006-0.014:1，0.1mol/L的鎳金屬化合物水溶液與去離子水的體積比為0.006-0.014:1。

6.如權利要求5所述的一種中空Pt/Ni合金與石墨烯氣凝膠復合材料的制備方法，其特征在于：步驟a)中2)0.1mol/L的鉑金屬化合物水溶液與去離子水的體積比為0.01:1，0.1mol/L的鎳金屬化合物水溶液與去離子水的體積比為0.01:1。