[發明專利]Pd-Pt合金超立方體復合納米材料、其制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202010122162.8
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111430736A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 陳勝;蘇虹陽;李洪良;曾杰
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92;H01M4/88;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 付麗

1.一種Pd-Pt合金超立方體復合納米材料，由活性炭和負載在所述活性炭上的Pd-Pt合金超立方體框架結構納米晶組成，所述Pd-Pt合金超立方體框架結構納米晶中的Pd和Pt均勻分布于所述超立方體框架中。

2.根據權利要求1所述的Pd-Pt合金超立方體復合納米材料，其特征在于，所述Pd-Pt合金超立方體框架結構納米晶的負載質量為15％～25％。

3.根據權利要求1所述的Pd-Pt合金超立方體復合納米材料，其特征在于，所述Pd-Pt合金超立方體框架結構納米晶的平均粒徑為8～12nm，外圍12條棱的棱長為8～12nm，每條棱的直徑為1～3nm，中間小立方體的邊長為1～5nm，連接中心小立方體和外圍棱的斜棱直徑為1～3nm。

4.權利要求1所述的Pd-Pt合金超立方體復合納米材料的制備方法，包括以下步驟：

將聚乙烯吡咯烷酮溶液、碘化鉀水溶液、甲醛水溶液、鈀源水溶液和鉑源水溶液混合，得到溶液A；

將所述溶液A加熱，反應后得到溶液B；

將所述溶液B在含有氧氣的氛圍中進行氧化，得到溶液C；

將所述溶液C離心、洗滌、分散，得到溶液D，將所述溶液D分散于活性炭上，干燥后得到Pd-Pt合金超立方體復合納米材料。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述鈀源水溶液為H₂PdCl₄水溶液，所述鉑源水溶液為H₂PtCl₆水溶液。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述鈀源水溶液中的鈀源與所述鉑源水溶液中的鉑源的摩爾比為(3～4)∶1；所述聚乙烯吡咯烷酮溶液中的聚乙烯吡咯烷酮的摩爾數與所述鈀源和所述鉑源的總摩爾數的比例為(20～50)∶1；所述碘化鉀水溶液中的碘化鉀的摩爾數與所述鈀源和所述鉑源的總摩爾數的比例為(10～15)∶1。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，在得到溶液B的步驟中，所述加熱的溫度為120～140℃，時間為2～4h；得到溶液C的步驟中，所述含有氧氣的氛圍為氧氣或空氣，所述氧化在密閉容器中進行，所述密閉容器的壓強為1～3atm，所述氧化的溫度為80～100℃，時間為12～24h。

8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，得到溶液D的步驟中，所述離心的轉速為10000～12000轉/分鐘，離心的時間8～12min，所述洗滌采用乙醇和去離子水分別洗滌三次，并以10000～12000轉/分鐘的離心轉速，離心8～10min收集，所述分散的試劑為乙醇。

9.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述溶液D中的Pd-Pt合金超立方體框架結構納米晶與所述活性炭的質量比為(15～25)∶100；所述干燥為真空干燥，溫度為40～50℃。

10.一種電化學氧氣還原的方法，包括：

將含有催化劑的溶液涂覆于電極表面，得到工作電極；

將工作電極浸入溶液中并通入飽和氧氣進行還原反應；

所述催化劑為權利要求1～3任一項所述的Pd-Pt合金超立方體復合納米材料或權利要求4～9任一項所述的制備方法所制備的Pd-Pt合金超立方體復合納米材料。