[發明專利]一種鉑/銀合金納米顆粒催化劑、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201610170000.5
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105771979B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 房彩虹;趙俊;趙貴麗
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: B01J23/50
• 分類號: B01J23/50;C25B3/02;C25B11/08
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 馬榮

本發明公開了一種鉑/銀合金納米顆粒催化劑、其制備方法及應用。通過將十六烷基三甲基溴化銨水溶液、氯鉑酸水溶液、硼氫化鈉冰水溶液混合后制備種子溶液，之后通過將十六烷基三甲基溴化銨水溶液、氯鉑酸水溶液、硝酸銀水溶液、鹽酸溶液、抗壞血酸水溶液和種子溶液混合后制備得到鉑/銀合金納米顆粒催化劑。該制備方法簡單、反應條件溫和，并且隨著加入的氯鉑酸水溶液和硝酸銀水溶液的比例不同，鉑/銀合金納米顆粒可呈現出不同的形貌，且所得到的鉑/銀合金納米顆粒催化劑具有較大的比表面積。本發明公開的鉑/銀合金納米顆粒催化劑還可制成工作電極，利用電化學的方法催化氧化醇類溶液，其催化氧化醇類的活性優于商業的Pt/C催化劑。

技術領域

本發明屬于無機貴金屬納米材料及電極催化材料技術領域，具體涉及一種鉑/銀合金納米顆粒催化劑、其制備方法及應用。

背景技術

鉑基催化劑以其優異的催化性能，在環境工程，能源等領域有著廣泛且重要的應用，例如：汽車尾氣的催化氧化，燃料電池的電催化劑等。目前，商業Pt/C催化劑已在諸多領域得到了廣泛的應用，推動了生產力的發展。

然而，鉑價格昂貴，且在地殼中儲量有限，非貴金屬的替代品性能較鉑差，現有商業Pt/C催化劑中鉑納米顆粒易聚集且循環性較差。因此，提高現有鉑的催化性能，從而降低鉑的使用量，是一種廣受歡迎的解決途徑。在過去的十幾年里科研人員已做出了大量的工作，成功的提升了催化劑的性能，主要通過將鉑顆粒細小納米化而獲得高的比表面積，調節顆粒的結構形貌暴露高活性面，制備鉑基合金利用合金效應等手段。

發明內容

針對以上不足，本發明提供了一種鉑/銀合金納米顆粒催化劑、其制備方法及應用。通過將十六烷基三甲基溴化銨水溶液、氯鉑酸水溶液、硼氫化鈉冰水溶液混合后制備種子溶液，之后通過將十六烷基三甲基溴化銨水溶液、氯鉑酸水溶液、硝酸銀水溶液、鹽酸溶液、抗壞血酸水溶液和種子溶液混合后制備得到鉑/銀合金納米顆粒催化劑。

該制備方法簡單、反應條件溫和，并且隨著加入的氯鉑酸水溶液和硝酸銀水溶液的比例不同，鉑/銀合金納米顆粒可呈現出不同的形貌，且所得到的鉑/銀合金納米顆粒催化劑具有較大的比表面積。本發明公開的鉑/銀合金納米顆粒催化劑還可制成工作電極，利用電化學的方法催化氧化醇類溶液。由于其具有較大的比表面積，因此其催化氧化醇類的活性優于商業的Pt/C催化劑。

本發明采取的技術方案為：

一種鉑/銀合金納米顆粒催化劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

A.種子溶液的制備：向十六烷基三甲基溴化銨水溶液中分別加入氯鉑酸水溶液和硼氫化鈉冰水溶液，混合均勻后靜置2～5小時，得到種子溶液；

所述十六烷基三甲基溴化銨水溶液、氯鉑酸水溶液和硼氫化鈉冰水溶液的摩爾濃度之比為(0.05～0.15)：(0.005～0.015)：(0.005～0.015)；

B.鉑/銀合金納米顆粒的制備：向十六烷基三甲基溴化銨水溶液中依次加入氯鉑酸水溶液、硝酸銀水溶液、鹽酸溶液、抗壞血酸水溶液以及步驟A制備得到的種子溶液，混合均勻后于35-45℃靜置50～100小時，即可制得鉑/銀合金納米顆粒催化劑；

所述十六烷基三甲基溴化銨水溶液、氯鉑酸水溶液、硝酸銀水溶液、鹽酸溶液和抗壞血酸水溶液的摩爾濃度之比為(0.05～0.15)：(0.005～0.015)：(0.005～0.015)：(0.1～1.5)：(0.005～0.15)。

所述步驟A中，十六烷基三甲基溴化銨水溶液、氯鉑酸水溶液和硼氫化鈉冰水溶液的體積之比為1000：8：60。

所述步驟B中，十六烷基三甲基溴化銨水溶液、氯鉑酸水溶液、硝酸銀水溶液、鹽酸溶液、抗壞血酸水溶液和種子溶液的體積之比為(3000～5000)：(50～70)：(2～150)：(35～55)：(30～40)：(5～20)；