[發明專利]一種中空多孔的PdRh納米碗制備方法及其所得材料和應用

在審

• 申請號: 201810426851.0
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108500256A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 徐林;李志娟;陳陽;鄧思輝;唐亞文;孫冬梅
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/24;B01J23/46;B82Y40/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 鄭立發

本發明公開了一種中空多孔的PdRh納米碗制備方法及其所得材料和該材料作為乙醇電氧化反應催化劑的應用，所述制備方法包括取Pd鹽前驅體和Rh鹽前驅體，與形貌導向劑和分散劑同時加入溶劑中混合均勻，調節混合溶液為堿性，然后進行水熱反應，將產物離心、洗滌、干燥，即可得到所述中空多孔的PdRh納米碗。與傳統的制備方法相比，本發明通過一步水熱法制備中空多孔PdRh納米碗，工藝簡便易行，便于操作，有利于規模化生產。且所得中空多孔PdRh納米碗的具有明顯的中空多孔的結構，平均粒徑為22±5.0nm。因此，本發明方法制備得到的中空多孔PdRh納米碗具有比表面積大、活性位點多等優點，將其應用于催化乙醇氧化反應時顯示出了較高的催化活性和穩定性。

技術領域

本發明涉及一種中空多孔的PdRh納米碗制備方法及其所得材料和應用，屬于PdRh納米材料技術領域。

背景技術

直接乙醇燃料電池(DEFCs)漸漸受到人們的關注，主要由于其具有以下優點：(1)直接乙醇燃料電池具有相對于甲醇更高的能量密度(8kWh kg^-1)；(2)乙醇幾乎是無毒的；(3)乙醇在自然界中很容易獲得，可從植物發酵中直接獲得；(4)排放產物為水和二氧化碳，對環境友好。因此，DEFCs不僅有理論上研究價值，并且有很好的實際應用的潛力。

堿性條件下運行的DEFCs具有更快的乙醇氧化動力學，并且堿性條件可以減少催化劑的溶解。此外，與Pt相比，相對較為便宜的Pd在堿性條件下具有更好的催化乙醇氧化反應的活性和穩定性。但是Pd依舊是貴金屬并且純Pd的催化活性依舊不能達到直接乙醇燃料電池的實際應用要求，因此還需要進一步地開發新型的Pd基催化劑。目前，中空多孔結構的貴金屬的合成路線大都比較復雜，產率不高并且不能大規模制備。

發明內容

發明目的：針對上述技術問題，本發明的目的在于提出一種中空多孔PdRh納米碗的制備方法，以及制備得到的PdRh納米碗作為乙醇電氧化反應催化劑的應用，具有優異的催化性能。

技術方案：本發明采用如下技術方案：

一種中空多孔的PdRh納米碗制備方法，包括取Pd鹽前驅體和Rh鹽前驅體，與形貌導向劑和分散劑同時加入溶劑中混合均勻，調節混合溶液為堿性，然后進行水熱反應，將產物離心、洗滌、干燥，即可得到所述中空多孔的PdRh納米碗。

作為優選：

所述溶劑為去離子水，所述形貌導向劑為尿素，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(優選平均分子量為Mw＝30000)，所述調節混合溶液為堿性是使用NaOH溶液進行調節。

所述Pd鹽前驅體為K₂PdCl₄、Na₂PdCl₄或PdCl₂，所述Rh鹽前驅體為RhCl₃。

所述Pd鹽前驅體和Rh鹽前驅體的摩爾比例為(1～10):1。

所述Pd鹽前驅體和形貌導向劑的摩爾比例為(0.0625～2):1。

所述Pd鹽前驅體與分散劑的摩爾比例為(15～60):1。

所述調節混合溶液為堿性，即調節pH值為7～13。

所述水熱反應的溫度為140～220℃，反應時間為1～12h。

本發明還提供了該制備方法所制得的中空多孔PdRh納米碗材料，其能夠作為乙醇電氧化反應的催化劑，催化性能優異。