[发明专利]一种核壳型纳米多孔金属催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种核壳型纳米多孔金属催化剂，其特征是，所述催化剂由具有三维孔道的海绵状纳米多孔铜和覆盖于纳米多孔铜孔壁表面上的贵金属Pt、Au、Pd、Ru之一或它们之间任意重量比的合金组成；其中所述贵金属Pt、Au、Pd、Ru之一或它们之间任意重量比的合金与Cu的原子百分比例在0.1～99.9％范围内连续任意可调；所述纳米多孔铜的孔径和孔壁厚度均为2～1000nm。

2.如权利要求1所述的核壳型纳米多孔金属催化剂，其特征是，所述贵金属Pt、Au、Pd、Ru之一或它们之间任意重量比的合金与Cu的原子百分比例为5％～40％；所述纳米多孔铜的孔径和孔壁厚度均为20～100nm。

3.权利要求1所述核壳型纳米多孔金属催化剂的制备方法，由下述步骤组成：

(1)将成分为Cu原子百分比10～75at.％、Al原子百分比90～25at.％的铜铝合金置于浓度为0.01～10mol/L的NaOH或KOH的水溶液中；在0～60℃温度条件下，腐蚀反应0.1～100小时；

(2)反应完毕后取出铜铝合金，用去离子水清洗，去除反应溶液，然后置于真空干燥箱中干燥，得具有三维孔道的海绵状纳米多孔铜；

(3)称取0.001～100g上述制得的纳米多孔铜，加入5～3000mL、浓度为0.01～500mM、pH为1～14的氯铂酸、氯亚铂酸、氯金酸、氯化钯、氯化钌之一的水溶液或它们之间任意重量比的混合水溶液，在0～95℃的温度下，反应1～1000min；

(4)反应完毕后取出孔壁表面沉积有贵金属的纳米多孔铜，用去离子水清洗，去除反应溶液，然后置于真空干燥箱中干燥，得核壳型纳米多孔金属催化剂。

4.如权利要求3所述核壳型纳米多孔金属催化剂的制备方法，其特征是，步骤(1)所述铜铝合金是成分为Cu原子百分比20～40at.％、Al原子百分比80～60at.％的铜铝合金；所述溶液为1mol/L的NaOH水溶液；所述温度为10～30℃；所述腐蚀反应时间是2～20小时。

5.如权利要求4所述核壳型纳米多孔金属催化剂的制备方法，其特征是，步骤(1)所述温度条件为25℃；所述腐蚀反应时间是2～6小时。

6.如权利要求3所述核壳型纳米多孔金属催化剂的制备方法，其特征是，步骤(3)所述反应是：称取2～15mg纳米多孔铜，加入30～300mL、浓度为0.5～10mM、pH为2～10的氯铂酸、氯亚铂酸、氯金酸、氯化钯、氯化钌之一的水溶液或它们之间任意重量比的混合水溶液，在2～80℃的温度下，反应5～300min。

7.如权利要求6所述核壳型纳米多孔金属催化剂的制备方法，其特征是，步骤(3)所述反应是：称取6～12mg纳米多孔铜，加入100～220mL、浓度为0.5～5mM、pH为3～8的氯铂酸、氯亚铂酸、氯金酸、氯化钯、氯化钌之一的水溶液或它们之间任意重量比的混合水溶液，在3～50℃的温度下，反应15～250min。

8.如权利要求7所述核壳型纳米多孔金属催化剂的制备方法，其特征是，步骤(3)所述反应是：称取8mg纳米多孔铜，加入120mL、浓度为0.8mM、pH为4～6的氯铂酸、氯亚铂酸、氯金酸、氯化钯、氯化钌之一的水溶液或它们之间任意重量比的混合水溶液，在5～40℃的温度下，反应30～240min。