[发明专利]一种一步合成铂-钯-铜三元金属纳米立方框架材料的方法

说明书

本发明公开了一种一步合成铂‑钯‑铜三元金属纳米立方框架材料的方法。采用铜盐、钯盐和铂盐作为原料，抗坏血酸作为还原剂，一步合成铂‑钯‑铜三元金属纳米立方框架材料，其粒径为20～50nm，所述铂‑钯‑铜三元金属纳米立方框架材料的结构中，铂，钯和铜共同作为框架的成分。此方法操作简单，周期短，合成效率高，重复性好。

技术领域

本发明涉及一种一步合成铂-钯-铜三元金属纳米立方框架材料的方法。

背景技术

纳米材料作为一种最具有市场应用潜力的新兴材料，其潜在的重要性毋庸置疑。其中，贵金属纳米材料由于其独特的性能而广受关注，例如铂，钯等纳米材料在燃料电池催化剂方面获得广泛的应用；铜纳米材料在电催化二氧化碳具有优异的催化性能，在能源、生物医学、安全、信息等众多领域都有广泛的应用。近年来，纳米框架结构吸引了越来越多的关注，原因在于纳米框架结构在药物载运，酶的诱捕，气体传感和高效催化等领域都有着深远的应用潜力。

然而，三元金属纳米框架结构的制备却很少有报道，到目前为止，框架结构大多采用分步法合成，并且尺寸较大，实验步骤繁琐，周期长，重复率低，形貌难以控制，合成效率低。一步法直接合成铂-钯-铜三元金属纳米立方框架尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一步合成铂-钯-铜三元金属纳米立方框架材料的方法。在该材料中，纳米立方框架完整，尺寸分布均匀。铂，钯和铜共同作为框架的成分。本方法操作简单，周期短，合成效率高，重复性好。此外，本发明制备的铂-钯-铜三元金属纳米立方框架材料还可作为甲醇燃料电池的阳极催化剂，并表现出优异的电催化性能。

本发明采取的技术方案为：

一种一步合成铂-钯-铜三元金属纳米立方框架材料的方法，采用铜盐、钯盐和铂盐作为原料，抗坏血酸作为还原剂，一步合成铂-钯-铜三元金属纳米立方框架材料，其粒径为20～50nm。所述铂-钯-铜三元金属纳米立方框架材料的结构中，铂，钯和铜共同作为框架的成分。

所述方法具体包括以下步骤：

S1、将表面活性剂溶于水形成溶液，再按顺序依次加入强碱溶液，钯盐溶液，铜盐溶液，PtCl^2-溶液和抗坏血酸溶液，得到混合反应液；

S2、将步骤S1得到的混合反应液在60～90℃恒温震荡反应3～5小时；

S3、反应结束后经离心、洗涤、干燥，即可得到所述铂-钯-铜三元金属纳米立方框架材料。

步骤S1中，所述混合反应液中各组分的最终浓度之比为，OH^-：抗坏血酸：表面活性剂：铂盐：钯盐：铜盐＝0.002～0.006mol/L：0.002～0.006mol/L：2～6g/L：0.0002～0.001mol/L：0.0002～0.001mol/L：0.0002～0.001mol/L。

步骤S2中，采用恒温水浴振荡器进行恒温震荡，振荡速率为50～80rpm。

所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种。

所述钯盐为氯化钯、硝酸钯中的一种或多种。

所述铜盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、乙酸铜中的一种或多种。

所述铂盐是氯铂酸钾，也可以用氯铂酸或者氯铂酸与氯铂酸钾的混合物代替。

所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)中的一种或多种。

本发明还提供了根据所述的方法制备得到的铂-钯-铜三元金属纳米立方框架材料在电催化氧化甲醇中的应用。所述铂-钯-铜三元金属纳米立方框架材料具有较高的质量活性、电流密度及催化稳定性。