[發(fā)明專利]四六面體納米顆粒

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980056777.0
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN112672974A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 查德·A·米爾金;黃力量;林海新
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: B82Y40/00
• 分類號: B82Y40/00;B01J23/40;B01J23/46;B01J23/75;B01J23/74;B01J23/70;B01J37/08;B22F9/18
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 王東賢;樸圣潔

本文提供了制備四六面體納米顆粒的方法和將所述四六面體納米顆粒用作氧化催化劑的方法。

美國政府支持聲明

本發(fā)明是在由能源部(Department of Energy)授予的授權號DE-SC0000989-0002下由政府支持進行的。政府擁有本發(fā)明的某些權利。

背景技術

具有高指數小平面的納米結構在催化中極為重要，但用于規(guī)模化生產所述納米結構的方式有限(Zhang等人,《今日納米(Nano Today)》11,661-677(2016)，Tian等人,《物理化學期刊C(J.Phys.Chem.C)》112,19801-19817(2008))。通常使用依賴于小平面穩(wěn)定配體的相對低通量的電化學方法或相對高通量的液相法來制備所述納米結構。重要的是，無論粒徑和組成如何，此類小平面的原子結構都可以直接影響催化活性(Xia等人,《美國國家科學院院刊(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A)》110,6669-6673(2013)，Lee等人,《應用化學國際版(Angew.Chem.Int.Ed.)》118,7988-7992(2006))。然而，出于兩個原因，限制使用配體來控制顆粒形狀。第一，此類藥劑的作用尚不十分清楚，并且根據金屬類型和期望的顆粒形狀需要不同的配體(Wang等人,《美國化學會志(J.Am.Chem.Soc.)》133,1106-1111(2010),Personick等人,《納米通訊(Nano Lett.)》11,3394-3398(2011))。第二，穩(wěn)定的配體通常難以去除，并且通過阻斷活性位點而對催化活性產生不利影響(Niu等人,《材料化學(Chem.Mater.)》26,72-83(2013))。需要開發(fā)一種制備具有高指數小平面的納米顆粒的直接、無配體且可通用的方法、用于如甲酸氧化等氧化反應的高效電催化劑以及回收廢催化劑的方法。

發(fā)明內容

本文提供了制備四六面體(“THH”)納米顆粒的方法，所述方法包括：在存在第二金屬的情況下，在500℃到1300℃下將包括第一金屬的顆粒加熱約0.5小時到約12小時以形成所述THH納米顆粒；其中所述第一金屬包括鉑、鈀、銠、鎳、鈷或其組合，并且所述第二金屬包括Sb、Bi、Pb、Te或其組合。在實施例中，所述THH納米顆粒包括高指數小平面。在實施例中，所述THH納米顆粒包括{210}個小平面、{310}個小平面、其鄰近平面或其組合中的一個或多個。在實施例中，所述第一金屬是雙金屬的。在實施例中，所述第一金屬包括PtNi、PtCo、PtCu、PdPt、PdAu、PdNi、PdCo、PdCu、RhPt、RhCo、RhNi或其組合。

在實施例中，本文公開的方法是在反應器中執(zhí)行的，其中所述第二金屬定向在所述顆粒的上游并且通過氣流攜帶到所述顆粒。在實施例中，其中氣體包括氬氣、氮氣、氦氣、氫氣、一氧化碳、二氧化碳或其組合。

在實施例中，將包括所述第一金屬的所述顆粒摻入到載體上。在實施例中，所述載體包括二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鈰、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈮、氧化鋅、氧化鐵、氧化釩或其組合。在實施例中，所述載體是導電的。在實施例中，所述導電載體包括炭黑、石墨烯、石墨、碳納米管、碳纖維、碳化鎢或其組合。在實施例中，所述顆粒是通過分解和/或還原所述第一金屬的鹽而形成的，或所述顆粒是由所述第一金屬的金屬合金形成的。在實施例中，所述第二金屬是通過分解和/或還原所述第二金屬的鹽而形成的。在實施例中，所述第一金屬包括鉑。在實施例中，包括所述第一金屬的所述顆粒是非THH顆粒。在實施例中，所述第二金屬包括Sb。在實施例中，所述第二金屬包括Bi。在實施例中，本文公開的方法在不存在有機配體的情況下執(zhí)行。

本文還提供了將本文公開的所述THH納米顆粒用作氧化催化劑的方法。在實施例中，所述THH納米顆粒催化甲酸到CO和/或CO₂的氧化。

附圖說明