[發(fā)明專利]一種納米多孔銀基金屬催化劑的電化學(xué)制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610020041.6
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105603465B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金先波;王志勇;張琳
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: C25C5/02
• 分類號: C25C5/02;B82Y40/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 汪俊鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種納米多孔銀基金屬催化劑的電化學(xué)制備方法。

背景技術(shù)

納米多孔金屬是由納米尺度金屬連貫而成的多孔金屬材料，因其具備巨大的比表面積、良好的滲透性等諸多優(yōu)點(diǎn)，使得其在許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。尤其是在催化領(lǐng)域，納米多孔金屬能顯著提高其催化效率。

銀及銀合金是重要的催化劑，納米多孔化有望進(jìn)一步提升其催化活性。傳統(tǒng)的多孔銀制備方法主要包括模板法，銀合金去合金化等，例如： Jin R H等以聚乙亞胺為模板制得多孔銀粉(Journal of Materials Chemistry, 2005, 15(42)：p4513-4517.)； Sisk等用二氧化硅水凝膠為模板制得多孔銀材料(Sisk，C.N.，S.K.Gill，L.J.Hope-Weeks，2006, 35(7)：p814-815.)；馬正青等將待鎂完全熔融后加入金屬銀，二者混合后澆鑄得到銀-鎂合金粉，再將鎂經(jīng)酸浸出得到多孔銀粉(CN101391304A，2009.3)。張忠華等通過金屬鋁、銀加熱熔煉——惰性氣體吹出——銅棍上快速凝固得合金條帶——酸性溶液腐蝕——洗滌，最終得到多孔銀材料 (CN101590527A，2009.12.)。但上述方法所制得的銀原生粒子尺寸都比較大，基本都超過100 nm，因而催化活性往往偏低。

電化學(xué)還原氯化銀可以制備多孔銀，但傳統(tǒng)上電解還原均在水溶液中進(jìn)行，所制備多孔銀的銀原生粒子尺寸也都在100納米以上（J. Electroanal. Chem. 2003, 542, 85-96，ACS Catalysis 2015, 5, 5349-5356）。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種原生粒子尺寸不大于100nm的納米多孔銀基催化劑的制備方法。

本發(fā)明對鹵化銀在多種離子液體、醇、酮、酯、砜等有機(jī)溶劑的電解還原進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上提出了一種簡便易行，易于獲得原生金屬粒子尺寸低至20納米的納米多孔銀及銀合金的制備方法。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

以有機(jī)溶劑或者有機(jī)溶劑和水的混合溶液作為溶劑，將鹵化銀或者鹵化銀和其它金屬鹵化物的復(fù)合鹽作為固態(tài)陰極，以0.02mA/cm²以上的電流密度電化學(xué)還原來制備納米多孔銀基金屬催化劑。

所述的鹵化銀，包括氯化銀，溴化銀，碘化銀中的一種或者多種。所述的其它金屬鹵化物，包括氯化物、溴化物、碘化物中的一種或者多種。

所述的有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、三氟乙醇、乙腈、碳酸丙烯酯、硝基甲烷、丙酮、環(huán)丁砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或者多種。

所述的有機(jī)溶劑和水的混合溶液中，有機(jī)溶劑和水的體積比例為1:9以上。

所述的其它金屬包括Ti，Zr，Hf，Cr，Mo，W，V，Nb，Ta，F(xiàn)e，Co，Ni，Mn，Cu，Zn，Si，Ge，Pb，Sn，Ag，Au，Pt，Pd，Rh，Ir，Ru，Os，Re，Al，B，Ga，In，Tl，Te，Sb，Bi，Sc，Y，U，鑭系，錒系中的一種或者多種。

所述的鹵化銀由金屬銀在鹵素離子溶液中電化學(xué)氧化生長而成。

所述的復(fù)合鹽是鹵化銀與其他金屬鹵化物的混合物。

所述的復(fù)合鹽是鹵化銀與其他金屬鹵化物的復(fù)合化合物。

所述的固態(tài)陰極為粉末壓片或熔融混合而成。

所制備的納米多孔銀基金屬催化劑的原生金屬離子尺寸低至20納米。

所制備的納米多孔銀基金屬催化劑為純金屬、半金屬、合金、金屬間化合物或者金屬混合物。

所述的固態(tài)陰極中，還可添加堿金屬鹵化物，對納米多孔銀基金屬催化劑的孔隙率進(jìn)行調(diào)控。

電化學(xué)還原的電流密度優(yōu)選為0.2~4mA/cm²。