[發(fā)明專利]一種鈀銀雙金屬復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710187975.3
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106914238B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊宇杰;李亞萍;龍冉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: B01J23/50
• 分類號: B01J23/50;B01J23/44
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明提供了一種鈀銀雙金屬復(fù)合材料，包括：銀納米晶體與包覆于所述銀納米晶體表面的鈀銀合金層。本申請還提供了上述鈀銀雙金屬復(fù)合材料的制備方法，包括：將銀納米晶體、還原劑、刻蝕劑、表面保護(hù)劑、溶劑與鈀源化合物混合后反應(yīng)，得到鈀銀雙金屬復(fù)合材料。本申請?zhí)峁┑暮铣煞椒ㄖ苽淞艘环N核殼結(jié)構(gòu)的納米晶體，分散的鈀原子生長在銀納米晶體的表面，有效弱化了鈀氫鍵的強(qiáng)度，有利于氫的脫附，同時(shí)復(fù)合材料內(nèi)部選用低成本的銀納米顆粒，且鈀的活性點(diǎn)都分布在銀納米晶體表面，使鈀銀雙金屬復(fù)合材料作為催化劑活性較高，且成本較低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鈀銀雙金屬復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

催化劑是化學(xué)反應(yīng)中最常見的物質(zhì)之一。幾乎所有的貴金屬都可用作催化劑，但常用的是鉑、鈀、銠、銀以及釕等，其中尤以鉑、銠和鈀應(yīng)用最廣。上述貴金屬的d電子軌道都未填滿，表面易吸附反應(yīng)物，且強(qiáng)度適中，利于形成中間“活性化合物”，具有較高的催化活性，同時(shí)還具有耐高溫抗氧化、耐腐蝕等綜合優(yōu)良特性，因而成為最重要的催化劑材料。其中，基于納米材料的鈀基催化體系在近些年來得到了快速的發(fā)展，尤其是將其用于各種新能源的開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域。

貴金屬鈀和氫原子有較強(qiáng)的相互作用，因此它是與氫有關(guān)催化應(yīng)用中的一種廣泛使用的催化劑。在一些催化反應(yīng)中，涉及到氫原子到分子氫的過程，鈀表面吸附氫將通過脫附這一步離開鈀表面。在這種情況下，太強(qiáng)的鈀-氫鍵會(huì)成為催化反應(yīng)中的限速步驟。例如，電化學(xué)析氫反應(yīng)在可持續(xù)氫能源利用中扮演重要的角色，但是吸附的氫原子從鈀表面難以進(jìn)行電化學(xué)脫附，使得鈀在電化學(xué)析氫反應(yīng)中的活性比貴金屬鉑低30～50倍。

貴金屬鈀價(jià)格較為昂貴，而貴金屬銀的價(jià)格僅為鈀的1/43，在催化劑的設(shè)計(jì)中用銀取代鈀，能夠較大的降低催化劑的成本。因此，設(shè)計(jì)降低貴金屬催化劑成本，同時(shí)改進(jìn)吸附氫從催化劑上的脫落過程是目前科研工作者的一個(gè)攻克難關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種鈀銀雙金屬復(fù)合材料，本申請?zhí)峁┑拟Z銀雙金屬復(fù)合材料作為催化劑成本較低，且有利于氫的脫附。

有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N鈀銀雙金屬復(fù)合材料，包括：銀納米晶體與包覆于所述銀納米晶體表面的鈀銀合金層。

優(yōu)選的，所述銀納米晶體包括銀納米立方體、銀納米八面體和銀納米球中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述鈀銀雙金屬復(fù)合材料的尺寸為30～80nm。

優(yōu)選的，所述銀納米晶體的尺寸為30～80nm。

本申請還提供了上述方案所述的鈀銀雙金屬復(fù)合材料的制備方法，包括：

將銀納米晶體、還原劑、刻蝕劑、表面保護(hù)劑、溶劑與鈀源化合物混合后反應(yīng)，得到鈀銀雙金屬復(fù)合材料。

優(yōu)選的，所述還原劑為抗壞血酸、檸檬酸、聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述刻蝕劑為鹽酸水溶液、硫酸水溶液、硝酸水溶液和醋酸水溶液中的一種或多種；所述刻蝕劑的濃度為1～2mol/L。

優(yōu)選的，所述表面保護(hù)劑為油胺、十八胺、十六胺和正丁胺中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述鈀源化合物選自氯亞鈀酸鉀、氯亞鈀酸鈉、氯亞鈀酸銨、氯化鈀、硫酸鈀和乙酰丙酮鈀的一種或多種；所述溶劑為水和乙二醇中的一種或兩種；所述銀納米晶體包括銀納米立方體、銀納米八面體和銀納米球中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)的溫度為30～150℃，所述反應(yīng)的時(shí)間為5～120min。