[发明专利]一种催化甲醇氧化反应的钯@铂金蛋黄-蛋壳结构的介孔纳米球及其制备方法

权利要求书

1.一种催化甲醇氧化反应的钯@铂金蛋黄-蛋壳结构的纳米电催化剂，由如下方法制备：

(1)分别配浓度在5～40mM之间的亚氯铂酸钾、氯钯酸钠和氯金酸溶液，浓度在0.02～0.5M之间的抗坏血酸溶液，质量分数在0.02～0.3％之间的十六烷基三甲基溴化铵溶液；

(2)将5～40mg的F127溶解在1～5mL氯钯酸钠溶液中，加入1～5mL的抗坏血酸溶液，在50～150℃油浴条件下反应1～6小时，加入1～5mL十六烷基三甲基溴化铵溶液，继续反应0.5～3小时，离心收集产物得到钯纳米粒子，将收集到的钯纳米粒子再分散在10～100mL的水中待用；

(3)取1～8mL的钯纳米粒子溶液，将其分散在10～50mL的异丙醇和10～200μL的正硅酸乙酯混合溶液中，加入0.1～1mL的氨水，室温下强烈搅拌6～24小时，反应结束后，离心、洗涤得到钯@二氧化硅前驱体，将产物在烘箱中干燥；

(4)将0.01～0.1g的钯@二氧化硅纳米颗粒和0.1～1mL的3-氨丙基三甲氧基硅烷溶于5～40mL的异丙醇中，40～150℃下加热反应5～20小时，冷却后离心洗涤收集产物，在真空下干燥；

(5)称取1～6mg的3-氨丙基三甲氧基硅烷修饰的钯@二氧化硅纳米粒子溶解在总体积为2mL的亚氯铂酸钾和氯金酸混合溶液中，加入10～50mg的F127混合，随后加入1～6mL的抗坏血酸溶液，在20～50℃超声反应1～5小时，反应结束后洗涤离心获得铂@二氧化硅@介孔铂金三层结构的纳米粒子，将产物溶于10～50mL的氢氟酸溶液(5wt％)中，刻蚀掉二氧化硅层；洗涤、离心得到最终产物钯@铂金蛋黄-蛋壳结构的介孔纳米球。

2.一种如权利要求1所述的催化甲醇氧化反应的钯@铂金蛋黄-蛋壳结构的介孔纳米电催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)分别配浓度在5～40mM之间的亚氯铂酸钾、氯钯酸钠和氯金酸溶液，浓度在0.02～0.5M之间的抗坏血酸溶液，质量分数在0.02～0.3％之间的十六烷基三甲基溴化铵溶液；

(2)将5～40mg F127溶解在1～5mL氯钯酸钠溶液中，加入1～5mL的抗坏血酸溶液，在50～150℃油浴条件下反应1～6小时，加入1～5mL十六烷基三甲基溴化铵溶液，继续反应0.5～3小时，离心收集产物得到钯纳米粒子，将收集到的钯纳米粒子再分散在10～100mL的水中待用；

(3)取1～8mL的钯纳米粒子溶液，将其分散在10～50mL的异丙醇和10～200μL的正硅酸乙酯混合溶液中，加入0.1～1mL的氨水，室温下强烈搅拌6～24小时，反应结束后，离心、洗涤得到钯@二氧化硅前驱体，将产物在烘箱中干燥；

(4)将0.01～0.1g的钯@二氧化硅纳米颗粒和0.1～1mL的3-氨丙基三甲氧基硅烷溶于5～40mL的异丙醇中，40～150℃下加热反应5～20小时，冷却后离心洗涤收集产物，在真空下干燥；

(5)称取1～6mg的3-氨丙基三甲氧基硅烷修饰的钯@二氧化硅纳米粒子溶解在总体积为2mL的亚氯铂酸钾和氯金酸混合溶液中，加入10～50mg的F127混合，随后加入1～6mL的抗坏血酸溶液，在20～50℃超声反应1～5小时，反应结束后洗涤离心获得铂@二氧化硅@介孔铂金三层结构的纳米粒子，将产物溶于10～50mL的氢氟酸溶液(5wt％)中，刻蚀掉二氧化硅层；洗涤、离心得到最终产物钯@铂金蛋黄-蛋壳结构的介孔纳米球。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，控制亚氯铂酸钾和抗坏血酸的浓度和体积，F127的量，以及反应的温度和时间来控制催化剂的形貌和结构。