[发明专利]一种可控的双金属核壳纳米结构、催化剂、其制法与应用

说明书

本发明公开了一种可控的双金属核壳纳米结构、催化剂、其制法与应用。所述双金属核壳纳米结构包括：包含贵金属的核，以及，包覆所述核的壳层，所述壳层包含过渡金属。所述制法包括：在保护性气氛中，使包含有贵金属盐、稳定剂、还原剂和溶剂的第一均匀混合反应体系进行氧化还原反应，老化，得到贵金属纳米颗粒溶胶；使包含有贵金属纳米颗粒溶胶、过渡金属盐、稳定剂、碱性物质、还原剂和溶剂的第二均匀混合反应体系进行氧化还原反应，老化，制得双金属核壳纳米结构。本发明采用种子介导法，由于贵金属的核与过渡金属的壳之间的相互协同作用，大大提高其催化性能；且制备方法简单可控，可降低成本，生产步骤简单，对环境污染小。

技术领域

本发明涉及一种双金属核壳纳米结构，尤其涉及一种可控的双金属核壳纳米结构及其制备方法，以及催化剂及其制备方法与在催化领域中的应用，属于金属纳米材料领域及催化剂制备技术领域。

背景技术

由于纳米材料的粒径小、比表面积大、表面活性高等特点，容易发生团聚而失去原有的特性；也由于其结构、成分单一的纳米材料在性能上也不足以满足实际应用的需要。因此，在纳米、原子尺度上对材料的结构和成分进行设计和剪裁纳米材料，成为当前纳米材料研究的重要方向，其中双金属纳米结构材料就是研究热点之一。双金属纳米结构材料不仅结合了两种金属元素各自的物理化学性能，而且由于不同的金属元素间协同效应的存在，往往可以使得双金属结构纳米材料在光学、磁学、催化、医学等领域展现更加优异的性能。

贵金属作为一类工业上广泛使用的重要催化剂材料，因其在地球中储量限制，如何高效、合理利用贵金属材料已成为催化领域面临的挑战之一。近年来，双金属纳米结构催化材料由于在替代贵金属、提高催化活性和选择性等方面的重要作用而受到普遍关注。并且，在贵金属纳米材料中引入其他金属元素后，不仅减少了贵金属的消耗而且提高了贵金属原有的物理化学性能。因此，围绕双金属的材料组成、微观结构等因素进行调控合成制备不同的双金属材料，研究上述不同的双金属材料在不同催化反应中的表现，试图寻找具有更高活性、选择性和稳定性的催化剂材料，并且尝试探索新的催化反应和催化反应机理也成为研究的热点问题。

在常见的双金属纳米结构材料中，双金属核壳纳米结构具有独特的表面增强拉曼散射效应和优异的催化性能而备受关注；此外，也为制备新一代的用于催化领域的金属-氧化物纳米杂化体催化剂提供关键前体。常见的双金属纳米结构材料中，合金和核壳纳米材料是最受关注的。合金纳米材料要想得到较好的结构，所需要的条件比较苛刻，而且纳米颗粒的形貌、尺寸难以控制，尤其是贵金属和过渡金属形成的合金纳米材料。然而，贵金属和过渡金属形成的核壳结构纳米材料可以在温和的条件中合成，并且可以得到良好的形貌和均一的颗粒尺寸，实现可控合成。

因此，如何对双金属核壳纳米结构和催化剂的制备方法进行优化，寻求一种产物结构稳定性好、有利于提高选择性加氢反应的催化性能的双金属核壳纳米结构和催化剂制备新技术，已然成为业界研究人员长期以来一直努力的方向。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可控的双金属核壳纳米结构及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

本发明的另一目的在于提供一种催化剂及其制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述催化剂的应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种可控的双金属核壳纳米结构的制备方法，其包括：

在保护性气氛中，使包含有贵金属盐、稳定剂、还原剂和溶剂的第一均匀混合反应体系进行第一次氧化还原反应，之后进行第一次老化，得到稳定的贵金属纳米颗粒溶胶；