[发明专利]核壳结构催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种核壳结构催化剂，其特征在于，包括作为内核的非贵金属微粒和包覆所述内核的壳层，所述壳层的材料包括贵金属化合物，且所述贵金属化合物含有非贵金属元素，所述非贵金属元素至少包括所述非贵金属微粒所含的非贵金属元素。

2.根据权利要求1所述的核壳结构催化剂，其特征在于，所述非贵金属微粒所含的非贵金属元素包括碲、硒、碳、磷中的至少一种；

所述贵金属化合物中的贵金属元素包括铂、钌、铑、钯、铱中的至少一种；和/或

所述非贵金属微粒的粒径为2nm～5nm；和/或

所述壳层的厚度为1～2贵金属原子层厚度；和/或

所述非贵金属微粒的形状为棒状、片状、球状和不规则粒状中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的核壳结构催化剂，其特征在于，所述贵金属化合物包括碲化铂、碲化钌、碲化铑、碲化钯、碲化铱中的至少一种。

4.一种核壳结构催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供非贵金属微粒；

在所述非贵金属微粒的表面形成贵金属化合物壳层，以包覆所述非贵金属微粒，得到核壳结构催化剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述非贵金属微粒包括碲纳米微粒、硒纳米微粒、碳纳米微粒、磷纳米微粒中的至少一种；和/或

所述贵金属化合物壳层为贵金属化合物纳米层；和/或

在所述非贵金属微粒表面上形成所述贵金属化合物壳层，包括以下步骤：

在所述非贵金属微粒的表面进行贵金属沉积处理，得到贵金属@非贵金属微粒，

将所述贵金属@非贵金属微粒进行静电置换反应，在所述非贵金属微粒表面形成贵金属化合物壳层，得到核壳结构催化剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，所述贵金属沉积处理包括化学还原沉积处理、物理沉积处理中的至少一种；和/或

所述静电置换反应的处理方式包括微波高压处理、水浴加热处理、油浴加热处理中的至少一种；和/或

在形成所述贵金属化合物壳层后还对所述核壳结构催化剂进行后处理，所述后处理包括抽滤水洗处理和真空干燥处理。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述微波高压处理的微波功率为400～800W，压力为2～5MPa，处理时长为2～4h；和/或

所述真空干燥处理的干燥温度为60℃～80℃，干燥时间为10～12h；和/或

所述化学还原沉积处理包括以下步骤：

将所述非贵金属微粒、还原剂、还原性溶剂进行混合处理，得到悬浮液，

将可溶性贵金属源向所述悬浮液中进行滴加处理和还原反应处理，得到所述贵金属@非贵金属微粒。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂包括抗坏血酸、柠檬酸钠盐、没食子酸、咖啡酸中的至少一种；和/或

所述还原性溶剂包括乙二醇、苯甲醇、甲酸中的至少一种。

所述可溶性贵金属源包括可溶性铂源、可溶性钌源、可溶性铑源、可溶性钯源、可溶性铱源中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性铂源包括氯铂酸、氯铂酸钾、乙酰丙酮铂或氯亚铂酸钾中的至少一种。

10.根据权利要求1～3任一所述的核壳结构催化剂和/或权利要求4～9任一所述的制备方法制备的核壳结构催化剂在催化甲醇电解制氢中的应用。