[发明专利]一种纳米金属或金属合金催化剂及其制备方法有效
| 申请号: | 201410848162.0 | 申请日: | 2014-12-31 |
| 公开(公告)号: | CN104549363B | 公开(公告)日: | 2018-04-17 |
| 发明(设计)人: | 周亚洲;杨娟;程晓农;李军 | 申请(专利权)人: | 江苏大学 |
| 主分类号: | B01J23/89 | 分类号: | B01J23/89 |
| 代理公司: | 南京经纬专利商标代理有限公司32200 | 代理人: | 楼高潮 |
| 地址: | 212013 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索关键词: | 一种 纳米 金属 合金 催化剂 及其 制备 方法 | ||
1.一种纳米金属或金属合金催化剂的制备方法,所述的纳米金属或金属合金催化剂以氧化石墨烯,金属化合物为前驱体,采用连续还原方法,获得小尺寸纳米金属或纳米金属合金颗粒负载三维多孔石墨烯气凝胶催化剂;纳米颗粒原位生长在石墨烯片层上,并且均匀的分布在石墨烯片层上,颗粒尺寸为2-6nm,而石墨烯片层同时被组装成三维多孔的气凝胶结构,孔径平均尺寸为1~2微米,有高的比表面积,高的电子传输以及质量传输速率,阻止石墨烯以及纳米颗粒的团聚,其特征在于步骤如下:
1)将氧化石墨烯粉体溶解于去离子水中,获得均匀分散的氧化石墨烯水溶液,氧化石墨烯水溶液浓度为1mg/mL;
2)将一定量质量分数为1.2%的PDDA水溶液加入1)中的氧化石墨烯水溶液中,超声分散后获得PDDA修饰后的氧化石墨烯水溶液;每毫升氧化石墨烯水溶液加入0~16微升的上述PDDA水溶液;
3)将一定量的摩尔浓度为0.1mol/L的金属化合物前驱体水溶液加入2)中的PDDA修饰后的氧化石墨烯水溶液,超声分散;
4)在超声的条件下,将一定量的强还原剂加入3)中获得混合溶液中,并持续超声反应10-15min;强还原剂,选自下列群组:硼氢化钠,四氢呋喃硼烷,吡啶硼烷中任意一种,所选还原剂的用量为每毫升浓度为1mg/mL的氧化石墨烯溶液中加入0.005mmol~0.06mmol还原剂;
5)将一定量的抗坏血酸加入4)混合溶液中,超声分散;
6)将步骤5)所获的混合溶液密封后放入干燥箱中,一定温度下保温一定时间后获得石墨烯水凝胶负载纳米金属及合金颗粒的催化剂,经过冷冻干燥或超临界二氧化碳干燥后,即可获得石墨烯气凝胶负载纳米金属及合金颗粒催化剂。
2.如权利要求1所述的一种纳米金属或金属合金催化剂的制备方法,其特征在于:所述的催化剂中,纳米金属或纳米金属合金的种类选自:Pt,Au,Ag,Pd,Ru,Rh,Pb,Fe,Co,Ni,Ir,Cu;能够任意搭配种类,配比。
3.如权利要求1所述的一种纳米金属或金属合金催化剂的制备方法,其特征在于:步骤3)中所述金属化合物前驱体种类选自包括下列的组群:K2PtCl6,K2PtCl4,Pt(NO3)2,H7AuCl4O3·3H2O,NaAuCl4·2H2O,K(AuCl4),AuCl3,AuCl,PdCl2,Na2PdCl4,K2PdCl6,K2PdCl4,Pd(NO3)2·nH2O,AgNO3,CH3COOAg,Rh(NO3)3,RhCl3,RhCl3·3H2O,Rh2(CH3COO)4,[Ru(bipy)3]Cl2·3H2O,RuCl3·xH2O,Ru(NO3)3·6H2O,FeCl3·6H2O,FeBr3·6H2O,Fe(ClO3)3,Fe2(SO4)3,FeCl2·4H2O,Co(CH3COO)2,[Co(NH3)6]Cl3,Na3Co(NO2)6,CoCl2,CoCl2·6H2O,CoCl2·2H2O,Co(ClO3)2·6H2O,Co(NO3)2,Co(NO3)2·6H2O,CoSO4·7H2O,NiCl2·6H2O,Ni(ClO3)2,Ni(ClO3)2·6H2O,Ni(NO3)2·6H2O,NiSO4·6H2O,NiSO4·7H2O,Ni4CO3(OH)6(H2O)4,Ni(OAC)2,Cu2(CH3COO)4(H2O)2,CuCl2,CuCl2(H2O)2,Cu(ClO3)2,Cu(ClO3)2·4H2O,Cu(ClO3)2·6H2O,CuCl2·2H2O,Cu(NO3)2,Cu(NO3)2·3H2O,CuSO4·5H2O,Pb(CH3COO)2·3H2O,Pb(NO3)中一种及多种;若为合金,则金属化合物前驱体之间的配比能够任意调控。
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