[发明专利]一种制备Pd-Pt异质结构纳米晶的方法

说明书

本发明公开了制备Pd‑Pt异质结构纳米晶的方法，该方法通过种子生长法，在五重孪晶Pd纳米线上，利用不同还原性的溶剂并调控反应温度和时间，使Pt⁴⁺还原为Pt原子并生长在五重孪晶Pd纳米线上，从而获得Pd‑Pt异质结构纳米晶。本发明通过利用不同还原性的溶剂、调控不同的温度和时间合成了特定形貌的Pd‑Pt异质结构纳米晶。

技术领域

本发明属于纳米材料制备领域，具体是指涉及一种制备Pd-Pt异质结构纳米晶的方法，特别是涉及一种利用不同还原性的溶剂合成Pd-Pt纳米晶的方法。

背景技术

贵金属铂是一种重要的催化材料，被广泛应用到有机合成、汽车尾气装置、石油精炼和直接燃料电池中。

Pt金属催化剂由于其催化活性和催化选择性都比普通材料更优异，是许多化学反应不可或缺的催化剂。但是Pt价格高昂，储量少，而且在实际催化过程中存在各种问题，严重限制了其普遍性的应用。

引进另外一种或者两种金属与Pt形成合金或者异质结构是提高催化剂催化活性和降低催化剂成本的重要途径。由于Pd是铂(Pt)族的金属，且价格相对更便宜，在元素周期表中，由于Pd和Pt具有相同的面相立方结构以及比较接近的理论晶格常数，因此Pd是与Pt形成异质结构或合金的最佳选择。到目前为止，研究者们已经报道了很多制备Pt-Pd合金和异质结构纳米催化剂的方法，如共还原法、“种子”辅助生长法，和电化学置换法等。在纳米材料合成中，除了金属的组分，纳米催化剂的形貌也是影响催化性能的重要因素。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种制备Pd-Pt异质结构纳米晶的方法。该方法主要通过种子生长法，在五重孪晶Pd纳米线上，利用不同还原性的溶剂并调控反应温度和时间，使Pt⁴⁺还原为Pt原子并长在Pd纳米线上，从而获得Pd-Pt异质结构纳米晶。

上述目的，本发明的技术方案是首先制备了五重孪晶Pd纳米线(Chem.Mater.2014,26(7),2453-2459)，然后通过种子诱导生长法，利用不同还原性的溶剂并调控反应温度和时间，使Pt⁴⁺还原为Pt原子并生长在五重孪晶Pd纳米线上，从而获得Pd-Pt异质结构纳米晶。

进一步设置是包括以下步骤：

(1)将五重孪晶Pd纳米线超声均匀分散在乙醇中，离心除去溶剂，然后吹干去除溶剂，获得的五重孪晶Pd纳米线作为种子生长法的种子；

(2)将步骤(1)所得种子超声均匀分散在还原性溶剂中；

(3)将铂源溶液加入到步骤(2)所得溶液中，搅拌均匀并在反应釜中进行还原反应，还原出来的Pt原子生长在五重孪晶Pd纳米线上，获得Pd-Pt异质结构纳米晶。

进一步设置是所述的铂源溶液的溶质为氯铂酸或氯铂酸钠，所述还原性溶剂为乙二醇、N,N-二甲基乙酰胺或苯甲醇。

进一步设置是铂源溶液的体积为0.1-0.4mL。

进一步设置是铂源溶液为0.1M的氯铂酸溶液。

进一步设置是反应釜中进行还原反应的温度为120～180℃。

进一步设置是步骤(1)中的离心的转速为9000～10000r/min。

本发明所述搅拌过程须优先使用磁力搅拌器强力搅拌。Pd-Pt异质结构纳米晶生长之后，通过离心进行分离，离心的转速为3000～6000r/min。用乙醇洗涤3～5遍，保存于乙醇内。

本发明的有益效果是：