[发明专利]一种碳-铂钴复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种碳‑铂钴复合材料PtCo‑C及其制备方法，该复合材料由具有十二面体结构的碳骨架及PtCo纳米颗粒组成。在金属有机骨架(MOF)材料的基础上制备得到了钴基前驱体，采用简单化学还原法制备出了多孔碳基体负载PtCo纳米颗粒的复合材料。钴基前驱体具有规则多面体结构，纳米钴颗粒均匀分散在多孔碳骨架中，不采用还原剂反应制备得到PtCo‑C材料，PtCo颗粒均匀分散在多孔碳基体中，阻止纳米颗粒其在反应过程中的团聚，从而提高材料的性能，材料制备工艺简单，具有较好的去除乙烯的效果，具有较好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及一种碳-铂钴复合材料PtCo-C及其制备方法，以及该复合材料在乙烯脱除方面的应用。

背景技术

伴随着我国国民经济的不断发展以及人民生活水平的不断提高，蔬菜和水果的消费量也逐年攀升，由此可见果蔬市场的供应消费也将迎来丰年，人们对果蔬的品质要求也将越发严格。采后果蔬在贮存和运输过程中，催收激素乙烯对其呼吸作用的影响十分剧烈，即使千分之一的浓度也会诱发果蔬催熟老化。人们对于果蔬进一步保鲜的措施也进一步完善，在果蔬保鲜上使用乙烯脱除剂已逐渐趋向普遍，有关于乙烯脱除剂的种类也变得越来越丰富。研究发现多孔碳材料复合铂基双金属能够在实现室温下吸附乙烯的同时能够在太阳光作用下使用紫外线将微量乙烯转化为二氧化碳和水，减少乙烯对水果植物的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳-铂钴复合材料PtCo-C，该复合材料由具有十二面体结构的碳骨架及PtCo纳米颗粒组成。

本发明是在金属有机骨架(MOF)材料的基础上制备得到了钴基前驱体，采用简单化学还原法制备出了多孔碳基体负载PtCo纳米颗粒的复合材料。钴基前驱体具有规则多面体结构，纳米钴颗粒均匀分散在多孔碳骨架中，这种结构可以在化学还原反应后确保铂基活性物质颗粒均匀分散在多孔碳基体中，阻止纳米颗粒其在反应过程中的团聚，从而提高材料的性能。

本发明的一种双金属磷化物复合材料的制备方法是按下列步骤进行：

1)按照质量比1∶1-3称取Co(NO₃)₂·6H₂O和2-甲基咪唑，然后分别将其溶于100ml甲醇中，待搅拌溶解后，将2-甲基咪唑溶液倒入Co(NO₃)₂溶液中搅拌，停止搅拌后在室温下老化24h，之后将产物离心分离并清洗、干燥，得到具有十二面体结构的钴基金属有机框架化合物。

2)将步骤1)得到的钴基金属有机框架化合物置于石英舟中，并放入管式电阻炉，在氩气氛围下升温至550-900℃，并保温1-8h，制得含有钴金属单质的十二面体多孔碳复合材料Co-C。

3)将步骤2)得到的Co-C复合材料加入到H₂PtCl₄溶液，不加任何还原剂，进行超声搅拌，经过一定时间反应后进行清洗干燥，得到PtCo-C复合材料。

步骤1)中所述清洗干燥为采用甲醇洗涤3次，然后在60℃下真空干燥8h。

步骤2)中所述升温为以5℃/min的升温速率升至600℃，并保温2h。

步骤3)中所述H₂PtCl₄溶液的浓度为0.05mol/L。

本发明的方法有如下特点：

(1)通过具有十二面体结构的钴基金属有机框架化合物碳化后获得了含有钴单质的十二面体多孔碳基体材料，并确保PtCo活性物质颗粒均匀分散在多孔碳基体中。

(2)不采用外加还原剂通过自发原位反应制备得到PtCo-C材料，并且其制备工艺简单，具有较好的推广应用价值。

附图说明

图1为实施例1所得的PtCo-C复合材料的XRD图。