[發明專利]一種具有Yolk-Shell結構Ag-Pt@C納米球及其制備方法

有效

• 申請號: 201710311276.5
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN106984307B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 董可軼
• 申請（專利權）人: 蘇州楚捷新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J23/50
• 分類號: B01J23/50;B01J35/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種具有Yolk?Shell結構Ag?Pt@C納米球及其制備方法。所述Ag?Pt@C納米球的外徑為300nm左右，包括厚度為50nm的碳殼，內核部分為180nm粒徑的Ag?Pt復合微球，所述Pt納米顆料粒徑為2?5nm，晶面指數≥3(hkl)，外延生長于Ag核外圍。本發明通過特殊的C層的限域作用和Ag核的誘導作用，使得Pt納米顆粒在Ag核外延生長，大大提高了材料的穩定性和重復利用率，同時，獲得高品面指數的Pt納米顆粒，顯著的提高了Pt納米顆粒的催化活性。

技術領域

本發明屬于催化技術領域，尤其涉及一種具有Yolk -Shell結構 Ag-Pt@C納米球及其制備方法。

背景技術

鉑族金屬納米材料是燃料電池、石油化工等領域中廣泛使用的催化劑，進一步提高其催化活性、穩定性和利用效率一直是相關領域的重大科學問題和關鍵工程技術問題。對模型催化劑的基礎研究指出鉑族金屬高指數晶面由于含有高密度的臺階原子和扭結原子，催化活性和穩定性顯著優于{100}，{111}等低指數晶面，因此制備表面為高指數晶面結構的鉑族金屬納米粒子是顯著提高催化劑性能的有效途徑。但是，常規合成方法通常只能制備表面為低指數晶面的鉑族金屬納米粒子。

Core-shell結構的貴金屬納米復合材料是將價格低廉、化學性質穩定的載體材料通過化學鍵或物理力的作用包覆在貴金屬納米粒子外部，由于C層的限域作用和Ag核的誘導作用，使獲得具有Pt高指數晶面成為可能，同時C層可以有效防止貴金屬成分氧化和團聚，可得到高活性、穩定的、循環利用率高的催化材料。因此，對core-shell 結構貴金屬納米催化劑的研究開發一直備受關注。但是，在core-shell 結構貴金屬納米催化劑的很多制備方法中，都會通過引入各種穩定劑來增加高指數晶面、減少貴金屬納米粒子聚集，如表面活性劑，聚合物以及不同類型的配體，這些穩定劑一般比較昂貴、難以控制，而且部分穩定劑容易吸附在貴金屬納米粒子表面，影響其催化活性。因此，探索更加簡便綠色的貴金屬納米催化劑合成方法和體系，具有十分重要的意義。

因此，拓展高指數晶面Pt納米粒子同時具有core-shell結構的納米催化劑的開發應用也是一個十分有前景的研究方向。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種具有高指數晶面Pt內核的Yolk-Shell結構Ag-Pt@C納米球及其制備方法，該方法操作簡單、可重復性較高。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種具有Yolk -Shell結構Ag-Pt@C納米球，所述Ag-Pt@C納米球的外徑為 300nm左右，包括厚度為50nm的碳殼，內核部分為粒徑180mm的 Ag-Pt復合微球，所述pt納米顆粒粒徑為2-5nm，晶面指數≥3(hkl)，外延生長于Ag核外圍。

一種具有Yolk -Shell結構Ag-Pt@C納米球的制備方法，該方法為：

(1)將2.0g葡萄糖溶解于20ml去離子水中，加入0.006g乙酰丙酮鉑，磁力攪拌30min。隨后加入0.5ml濃度為10^-4～0.1mol/L的 AgNO₃溶液，磁力攪拌30min。將所得溶液轉移到水熱反應釜(30ml) 中，溫度180℃水熱反應4h。

(2)自然冷卻后，將水熱反應的產物用去離子水和乙醇交替清洗3 次，60℃干燥12h，得到Yolk -Shell結構Ag-Pt@C納米球。