[發明專利]一種對甲醇具有優異催化性能的籠狀多孔鉑鈀復合納米粒子及其制備方法

在審

• 申請號: 201510218147.2
• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN104888765A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 張風收;李村成;張濤;李杰
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01J23/44
• 分類號: B01J23/44;B01J35/10;B82Y30/00;B82Y40/00
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1.一種對甲醇具有優異催化性能的籠狀多孔鉑鈀復合納米粒子，其特征在于：

(1)所說的籠狀多孔鉑鈀復合納米粒子是指具有籠狀多孔結構的納米粒子，其顆粒尺度均勻，產率高(99％)；

(2)籠狀多孔鉑鈀復合納米粒子的制備溫度較低，制備方法簡便易操作；

(3)籠狀多孔鉑鈀復合納米粒子中其成分可在大范圍內(Pt/Pd摩爾比值：3~19)有效調控；

(4)相較于現有的商業化鉑/碳催化劑(負載量20％)，本發明所制備的籠狀多孔鉑鈀復合納米粒子在甲醇氧化方面具有更優異的催化性能，將會在燃料電池、工業催化、汽車尾氣凈化、水裂解、一氧化碳催化氧化等方面具有重要應用價值及廣闊應用前景。

2.一種權利要求1所述的對甲醇具有優異催化性能的籠狀多孔鉑鈀復合納米粒子的完整制備方法，其特征是包括以下步驟：

(1)依次向18.25兆歐去離子水中添加四氯鉑酸鈉(Na₂PtCl₄)、氯亞鈀酸鉀(K₂PdCl₄)、鹽酸(HCl)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)水溶液，充分搖勻后得到混合溶液；

(2)迅速向混合溶液中加入還原劑抗壞血酸(AA)得到反應前驅體溶液，前驅體溶液中四氯鉑酸鈉(Na₂PtCl₄)、氯亞鈀酸鉀(K₂PdCl₄)、鹽酸(HCl)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)、抗壞血酸(AA)濃度依次為0.0075-0.0095摩爾/升、0.0025-0.0005摩爾/升、0.06摩爾/升、0.00007摩爾/升、0.05摩爾/升；

(3)將前驅體溶液轉移到KQ2200DA型數控超聲儀中，超聲功率為80%，控溫35攝氏度左右超聲4小時制得溶液顏色為黑色的籠狀多孔鉑鈀復合納米粒子膠體溶液；

(4)用高速離心機在轉速7000-10000轉/分鐘條件下離心10-15分鐘后，移去離心管中上層無色溶液，得到黑色沉淀產物；

(5)用溶劑超聲清洗黑沉淀產物，制得籠狀多孔鉑鈀復合納米粒子。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于利用一鍋法在水溶液中通過較為溫和的條件合成了對甲醇具有優異催化性能的籠狀多孔鉑鈀復合納米粒子。

4.根據權利要求2所述的制備方法，所需要制備籠狀多孔鉑鈀復合納米粒子的溫度為35℃。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征是反應體系最終濃度分別為四氯鉑酸鈉(Na₂PtCl₄)、氯亞鈀酸鉀(K₂PdCl₄)、鹽酸(HCl)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)、抗壞血酸(AA)濃度依次為0.0075-0.0095摩爾/升、0.0025-0.0005摩爾/升、0.06摩爾/升、0.00007摩爾/升、0.05摩爾/升。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征是反應前驅體中的還原劑為對人體友好的抗壞血酸(AA)，即維生素C。

7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征是清洗沉淀產物的溶劑為18.25兆歐去離子水或蒸餾水。