[发明专利]一种功能化石墨烯支撑的镍钯双金属纳米催化剂及其制备和应用

摘要

本发明提供了一种功能化石墨烯支撑的镍钯双金属纳米催化剂及其制备和应用。该方法不需要经过高温的水热反应或加入其它催化剂，只是将氯化镍NiCl₂和四氯钯酸钠Na₂PdCl₄金属前驱体加入3‑氨丙基‑3乙氧基硅烷APTS与氧化石墨GO的混合溶液中，然后用硼氢化钠NaBH₄将Ni²⁺和Pd²⁺离子迅速还原为NiPd金属颗粒并生长在‑NH₂功能化的石墨烯衬底上(NiPd/N‑FG)，所得到的镍钯金属纳米颗粒在衬底上分布均匀且具有非常小的颗粒尺寸(1.2～2.4nm)。且所合成的Ni_0.4Pd_0.6/N‑FG催化剂在非贵金属Ni含量占所加金属总量40％时，仍然具有极好的催化性能。该方法简单、有效、成本低，克服了合成时间长、合成温度高、纳米颗粒尺寸大等问题，促进了甲酸作为储氢材料在燃料电池、车载移动氢源材料中的实际应用。

主权项

1.一种功能化石墨烯支撑的镍钯双金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：步骤一，采用Hummer’s方法预先制备出氧化石墨烯GO,将制得的GO加入一定量的水中，配置浓度为1~5mg/mL的GO水溶液；超声处理20~90min，得到分散均匀的GO水溶液；步骤二，将适量的3‑氨丙基‑3‑乙氧基硅烷APTS加入到步骤一的溶液中，继续超声，搅拌；步骤三，将摩尔比为1:2的PdCl2和NaCl溶解于一定量的蒸馏水中，搅拌均匀，得到棕黄色的Na2PdCl4水溶液，溶液浓度为0.01~0.5M；步骤四，将镍盐和Na2PdCl4水溶液加入到步骤二的混合溶液中，其中Ni：Pd的摩尔比范围为1:9~9:1，将混合溶液继续搅拌；所述镍盐为氯化镍、乙酸镍或硝酸镍中的任一种；步骤五，将30~150mg硼氢化钠NaBH4作为还原剂加入到步骤四的混合溶液中，溶液从深棕色立即变为黑色；步骤六，在室温下，将步骤五所得的溶液在空气中磁力搅拌还原，待没有气泡时，离心，水洗几次，即可得到所需的NiPd/N‑FG催化剂，所述的NiPd是双金属合金结构，且均匀的分散在‑NH2功能化的石墨烯衬底上。