[發(fā)明專利]一種用于光催化的三角形三元催化劑納米顆粒及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710908657.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN109569660A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 利國(guó)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高德亮催化器材有限公司
• 主分類號(hào): B01J27/045
• 分類號(hào): B01J27/045
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 關(guān)宇辰

本發(fā)明公開了一種用于光催化的三角形的三元催化劑納米顆粒，包括金，鉑和硫化鎘三個(gè)成分，其重量占比分別為50％，20％和30％，其中金位于所述納米顆粒的中心，形狀為一個(gè)正三角形，鉑位于正三角形形狀的所述納米顆粒的三個(gè)頂角，硫化鎘包覆于所述納米顆粒三角形除了三個(gè)頂角部位的其余外殼部分，整個(gè)納米顆粒的形狀是一個(gè)正三角形，三角形的邊長(zhǎng)為50納米，三角形的厚度為10納米。制備這種三元催化劑納米顆粒的方法包括了三角形金納米顆粒的制備，金?鉑二元納米顆粒的制備和金?鉑?硫化鎘三元納米顆粒的制備三個(gè)步驟。這種三元催化劑納米顆粒具有良好的光解水催化的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于光催化水解反應(yīng)催化的具有三角形形狀的金-鉑-硫化鎘三元催化劑納米顆粒以及制備方法。

背景技術(shù)

在光催化水解反應(yīng)的催化劑體系中，不同的成分構(gòu)成，顆粒大小，形狀以及結(jié)構(gòu)，都對(duì)催化劑最終的催化效率具有巨大的影響。近年來，二元催化劑納米顆粒甚至三元催化劑納米顆粒及其制備受到了各方的密切關(guān)注，如何制備出合適成分，合適結(jié)構(gòu)的多元催化劑納米顆粒是該領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是制備一種可以高效催化光解水反應(yīng)的三角形三元催化劑納米顆粒，所述三元催化劑納米顆粒具有三角形形狀，包括金，鉑和硫化鎘三元組分，且三個(gè)組分之間已經(jīng)各自之間都有直接接觸，以提供多種電子輸運(yùn)通道。

這種用于光催化水解反應(yīng)的三角形三元催化劑納米顆粒，包括金，鉑和硫化鎘三個(gè)組分，其重量占比分別為50％，20％和30％，其中金位于所述納米顆粒的中心，形狀為一個(gè)正三角形，鉑位于正三角形形狀的所述納米顆粒的三個(gè)頂角，硫化鎘則包覆于所述納米顆粒三角形除了三個(gè)頂角部位的其余外殼部分，三個(gè)組分之間在結(jié)構(gòu)上看，沒兩個(gè)組分都是有直接的接觸，為整個(gè)催化劑納米顆粒提供了多種電子輸運(yùn)通道，以增強(qiáng)等離子體誘導(dǎo)的局部電場(chǎng)，提高光子捕獲，增強(qiáng)電荷分離和運(yùn)輸能力，增加催化劑的催化效率。整個(gè)納米顆粒的形狀是一個(gè)正三角形，三角形的邊長(zhǎng)為50納米，三角形的厚度為10納米。

制備上述三角形的金-鉑-硫化鎘三元催化劑納米顆粒，首先要制備三角形的金納米顆粒。首先，分別配制濃度為5毫摩爾每升的四氯金酸水溶液2.5毫升，濃度為200毫摩爾每升的氯化十六烷基三甲基銨水溶液25毫升和濃度為100毫摩爾每升的硼氫化鈉水溶液300微升，先將2.5毫升四氯金酸水溶液和2.5毫升氯化十六烷基三甲基銨水溶液混合均勻，在激烈攪拌下，加入所述硼氫化鈉水溶液，在室溫下反應(yīng)2小時(shí)，然后加入剩下的22.5毫升氯化十六烷基三甲基銨水溶液，得到混合液A；另外配制濃度為10毫摩爾每升的氯化十六烷基三甲基銨水溶液1.5毫升和濃度為5毫摩爾每升的四氯金酸水溶液50微升，混合均勻后，加入濃度為100毫摩爾每升的抗壞血酸水溶液50微升，然后加入100微升的混合液A，混合均勻，得到混合液B；同時(shí)配制濃度為50毫摩爾每升的氯化十六烷基三甲基銨水溶液10毫升，濃度為5毫摩爾每升的四氯金酸水溶液150微升，濃度為10毫摩爾每升的碘化鈉水溶液80微升，混合均勻，加入濃度為100毫摩爾每升的抗壞血酸水溶液100微升，然后在激烈攪拌下加入1.3毫升混合液B，停止攪拌，反應(yīng)1小時(shí)，離心分離并清洗，得到正三角形的金納米顆粒。

然后，在金納米顆粒的三個(gè)頂角上沉積三個(gè)鉑的納米顆粒。將0.05毫克上述步驟制備得到的金納米顆粒分散于5毫升水中，分別加入濃度為10毫摩爾每升的碘化鈉水溶液100微升，濃度為50毫摩爾每升的溴化十六烷基三甲銨水溶液20毫升，濃度為5毫摩爾每升的硝酸銀水溶液30微升以及濃度為100毫摩爾每升的抗壞血酸水溶液500微升，混合均勻，并將反應(yīng)溫度由室溫調(diào)節(jié)為68攝氏度，然后加入濃度為5毫摩爾每升的六氯合鉑酸鉀水溶液100微升，保持反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)5小時(shí)，離心分離并清洗，得到金-鉑二元納米顆粒。在這個(gè)步驟中，鉑納米顆粒選擇性的沉積在三角形金納米顆粒的三個(gè)頂角是因?yàn)樵诜磻?yīng)過程中這個(gè)位置所包覆的溴化十六烷基三甲銨分子最少。