[发明专利]一种铜铑双金属枝状材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种铜铑双金属枝状材料的制备方法，以油胺作为反应溶剂、弱还原剂和表面活性剂，抗坏血酸为配位剂，乙酰丙酮铜为铜源，乙酰丙酮铑为铑源，通过抗坏血酸与铑的选择性配位，进而改变乙酰丙酮铑及乙酰丙酮铜的还原电势，以制得所述铜铑双金属枝状材料。

技术领域

本发明具体涉及一种铜铑双金属枝状材料的制备方法。

背景技术

当前，人类面临着全球能源短缺与环境日益恶化的严峻形势。开发绿色能源材料和高效催化剂的合成方法，以构效关系为基础，制备具备多功能的新型绿色能量储存和化学转化材料获得越来越多的关注。贵金属纳米材料因为其独特的物理化学性质被广泛应用于催化、能源储存与转化、生物医疗等领域。过去几十年间，通过调控反应热力学与动力学，贵金属纳米晶的形貌、尺寸、组分控制合成已经取得了很大的进展，各种形貌的贵金属纳米晶体相继获得。但相比钯、铂、金、银而言，目前关于铑纳米晶结构的有效控制合成报道相对较少。这是由于铑具有超高的比表面能和较强的Rh-Rh金属键能。由于表面自由能和金属键能在晶体生长过程中起着至关重要的作用，导致铑纳米晶体在热力学的诱导下很容易大量成核迅速生成无规则外形的微小晶粒。另一方面，金属铑作为一种重要的催化剂，在CO催化氧化(Zhang，Y.W.；Grass，M.E.；Huang，W.Y.；Somorjai，G.Langmuir 2010，26，16463-16468.)、NO_x还原(Wang，R.；He，H.；Wang，J.N.；Liu，L.C.；Dai，H.X.Catal.Today 2013，201，68-78.)(如汽车尾气处理)和众多有机反应(Halasi，G.；Bánsági，T.；Solymosi，F.ChemCatChem 2009，1，311-317.)中具有很高的催化活性。尽管铑在催化转化中具有不可或缺的地位，但是由于铑储存量极少且价格昂贵，所以如何进一步提高其催化活性和利用效率，同时降低金属铑的使用量一直是相关领域的重大科学问题与关键技术难题。目前主要有两种策略，首先是提高金属铑的原子利用率，最大限度的增加表面高度配位不饱和铑原子的比例，已有一些文献报道用晶种合成的方法制备超细铑的纳米框架(Xie，S.；Lu，N.；Xie，Z.；Wang，J.；Kim，M.J.；Xia，Y.Angewandte Chemie 2012，51，10266-10270.)和超薄纳米笼(Xie，S.；Peng，H.C.；Lu，N.；Wang，J.；Kim，M.J.；Xie，Z.；Xia，Y.Journal of theAmerican Chemical Society 2013，135，16658-16667.)作为一种有效的方法来提高金属铑的原子利用率。其次是将过渡金属(主要包括铁、钴、镍、铜等)引入制备铑基双金属或多金属纳米材料中，不仅能够减少铑的用量，同时能够调控结构和电子效应来调控催化活性(选择性、稳定性)。关于双金属纳米催化剂的基础研究一直是当前研究的热点，同时多枝状纳米材料由于具有高比表面积，富含顶点、台阶与棱边缘原子丰富等优势，因此开发一种组分可控双金属枝状纳米材料对于满足其在未来催化重整、能源转化与储存等方面的应用来说是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种铜铑双金属枝状材料的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种铜铑双金属枝状材料的制备方法，以油胺作为反应溶剂、弱还原剂和表面活性剂，抗坏血酸为配位剂，乙酰丙酮铜为铜源，乙酰丙酮铑为铑源，通过抗坏血酸与铑的选择性配位，进而改变乙酰丙酮铑及乙酰丙酮铜的还原电势，以制得所述铜铑双金属枝状材料。

在本发明的一个优选实施方案中，包括如下步骤：将抗坏血酸、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮铑和油胺于室温混合搅拌5～10min，再超声处理5～10min，接着于160～180℃反应2.5～3.5h，最后自然冷却至室温，用正己烷洗涤若干次后保存于正己烷中，即得所述铜铑双金属枝状材料。