[发明专利]铂-合金纳米粒子的合成和包含其的负载型催化剂

权利要求书

1.合成铂-合金纳米粒子的方法，所述方法包括：

在反应器中形成反应混合物，所述反应混合物包含：

       （a）铂前体；

       （b）选自镍前体、钴前体及其混合物的第二前体；和

       （c）甲酰胺还原溶剂；

密封所述反应器；

将密封在所述反应器中的所述反应混合物加热至高于150℃的反应温度；

使所述反应器的所述温度保持至少1小时；

冷却所述反应器；和

从所述反应器中取出铂-合金纳米粒子。

2.权利要求1的方法，其中所述甲酰胺还原溶剂选自具有式R¹R²N?C(=O)H的烷基取代的甲酰胺，其中R¹和R²独立地选自氢和C₁?C₆烃基。

3.权利要求1的方法，其中所述甲酰胺还原溶剂选自甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N-乙基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二乙基甲酰胺。

4.权利要求1的方法，其中所述甲酰胺还原溶剂是N,N-二甲基甲酰胺。

5.权利要求1的方法，其中所述反应混合物进一步包含封端剂，所述封端剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三乙基溴化铵、油胺、伯胺、吡啶、吡咯、二乙醇胺、三乙醇胺、聚乙烯醇、金刚烷羧酸、花生酸、油酸、酒石酸、柠檬酸、庚酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、四氢噻吩、任何所述封端剂的盐和至少两种所述封端剂的组合。

6.权利要求1的方法，其中所述加热包括以至少10℃/min的加热速率将所述反应器加热至所述反应温度。

7.权利要求1的方法，其中所述铂前体选自乙酰丙酮酸铂(II)、六氯化二氨铂(IV)、二亚硝酸二氨铂(II)、二甲基(1,5-环辛二烯)铂(II)、四氯铂(II)酸钾、二氢六氯铂酸(IV)水合物、硝酸四氨铂(II)和顺式-二氯双(三苯基膦)铂(II)。

8.权利要求1的方法，其中所述第二前体是选自乙酰丙酮酸镍(II)、乙酸镍(II)、2-乙基己酸镍(II)、硝酸镍(II)和碘化六氨镍(II)的镍前体。

9.负载型催化剂，其包含：

根据权利要求1的方法制成的铂-合金纳米粒子，

具有分散在所述催化剂载体的外表面上的所述铂-合金纳米粒子的催化剂载体。

10.形成包含具有(111)-取向面或小面的Pt₃(Ni,Co)纳米粒子的负载型催化剂的方法，所述方法包括：

在反应器中形成反应混合物，所述反应混合物包含：

       （a）乙酰丙酮酸铂(II)；

       （b）选自乙酰丙酮酸镍(II)、乙酰丙酮酸钴(II)、乙酰丙酮酸钴(III)及其混合物的第二前体；

       （c）N,N-二甲基甲酰胺；和

       （d）封端剂，其选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三乙基溴化铵、油胺、伯胺、吡啶、吡咯、二乙醇胺、三乙醇胺、聚乙烯醇、金刚烷羧酸、花生酸、油酸、酒石酸、柠檬酸、庚酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、四氢噻吩、任何所述封端剂的盐和至少两种所述封端剂的组合；

密封所述反应器；

以至少10℃/min的速率将密封在所述反应器中的所述反应混合物加热至高于150℃的反应温度；

使所述反应器的所述温度保持至少1小时以在所述反应混合物中形成具有(111)-取向面或小面的Pt₃(Ni,Co)纳米粒子；

冷却所述反应器；和

使所述Pt₃M纳米粒子负载在催化剂载体材料上。