[發明專利]一種小粒徑鉑銠納米晶體的合成方法

有效

• 申請號: 202011427424.8
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112695223B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 鄧宇甲;周路明;王寬寬;濮厚康;張特;董開宇;代會珍;董婧涵
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C22C5/04
• 分類號: C22C5/04;C30B29/52;C30B28/04;C30B7/14;B01J35/00;B01J23/46;B82Y30/00;B82Y40/00;H01M4/92
• 代理公司: 青島錦佳專利代理事務所(普通合伙) 37283
• 代理人: 邵朋程

本發明公開一種小粒徑鉑銠納米晶體的合成方法，包括以下步驟：(1)選取氯鉑酸鉀、六氯代銠(III)酸鈉十二水合物、聚乙烯吡咯烷酮和六羰基鎢為反應原料，將上述反應原料逐一加入至二甲基甲酰胺溶液中，超聲混合均勻，得到混合溶液；(2)將混合溶液按5?10度/min的升溫速率升溫至150?160℃，保持該溫度不變，反應5?10h，得到黑色溶液，然后冷卻，產物離心、洗滌處理，得到粒徑為2?5nm的鉑銠納米晶體產品。本發明首次制得鉑銠納米晶體材料，由于銠的引入，使得材料增強了C?C鍵斷裂的能力，并加強了對CO的抗毒化能力，材料的催化性能及穩定性遠遠超過商業鉑/碳，材料的潛在實用價值較高。

技術領域

本發明涉及一種小粒徑鉑銠納米晶體的合成方法，屬于納米材料的合成領域。

背景技術

乙醇是直接乙醇燃料電池(DEFC)的可再生能源，具有許多優點，例如低排放，豐富的來源和存儲安全性。由于環境污染和化石燃料消耗的增加，過去幾十年來人們一直致力于開發用于乙醇氧化反應(EOR)的高效催化劑。然而諸如反應動力學慢，中間毒物等未解決的問題極大地阻礙了EOR的實際應用。

EOR遵循雙重路徑反應機制已被廣泛接受。在大多數情況下，普遍存在C2路徑不完全氧化的情況，生成乙酸和乙醛。而通過C-C鍵裂解產生的12個電子的C1途徑被大大抑制。因此，促進乙醇C-C鍵的拆分和提高抗毒性是設計高效EOR電催化劑的兩個關鍵因素。

鉑(Pt)被認為是一種高效的EOR性能材料，但是由于CO對Pt的毒化作用和較低的C-C鍵裂解能力，極大的限制了Pt納米晶體在EOR中的應用。

發明內容

基于上述技術問題，本發明提出一種小粒徑鉑銠納米晶體的合成方法，該方法所合成的鉑銠納米晶體可實現EOR反應的高效率，高穩定性，具有較高的潛在實用價值。

本發明所采用的技術解決方案是：

一種小粒徑鉑銠納米晶體的合成方法，包括以下步驟：

(1)選取氯鉑酸鉀、六氯代銠(III)酸鈉十二水合物、聚乙烯吡咯烷酮和六羰基鎢為反應原料，將上述反應原料逐一加入至二甲基甲酰胺溶液中，超聲混合均勻，得到混合溶液；

(2)將混合溶液按5-10度/min的升溫速率升溫至150-160℃，保持該溫度不變，反應5-10h，得到黑色溶液，然后冷卻，產物離心、洗滌處理，得到粒徑為2-5nm的鉑銠納米晶體產品。

上述反應原料中，氯鉑酸鉀及六氯代銠(III)酸鈉十二水合物為前驅體，聚乙烯吡咯烷酮(K30)為表面活性劑，六羰基鎢為封端劑。

優選的，所述氯鉑酸鉀和六氯代銠(III)酸鈉十二水合物的質量比為3∶1～1∶3，所述二甲基甲酰胺溶液與氯鉑酸鉀的質量比為10∶0.01～0.01∶10，聚乙烯吡咯烷酮與氯鉑酸鉀的質量比為16∶1～1∶16，六羰基鎢與氯鉑酸鉀的質量比為3∶1～1∶3。

更加優選，所述氯鉑酸鉀和六氯代銠(III)酸鈉十二水合物的質量比為1.5∶1～1∶1.5，所述二甲基甲酰胺溶液與氯鉑酸鉀的質量比為10∶0.01～0.01∶10，聚乙烯吡咯烷酮與氯鉑酸鉀的質量比為8∶1～1∶8，六羰基鎢與氯鉑酸鉀的質量比為1.5∶1～1∶1.5。

優選的，所述二甲基甲酰胺溶液的質量百分比濃度為99.5％。

優選的，步驟(1)中：所述超聲時間為10-100mins。

優選的，步驟(2)中：所述離心轉速為8000-13000r/min，離心時間為10-25mins。

優選的，步驟(2)中：所述洗滌是用無水乙醇溶液洗滌3-10次，最后將產品分散在1ml乙醇中備用。

上述步驟中所合成的鉑銠納米晶體能夠應用于乙醇氧化電催化。

本發明的有益技術效果是：