一种对甲醇具有优异催化性能的笼状多孔铂钯复合纳米粒子及其制备方法
本发明涉及一种笼状多孔铂钯复合纳米粒子及其制备方法。笼状多孔铂钯复合纳米粒子具有尺度均匀、比表面积高、催化活性好等特性，且其成分可在大范围内(Pt/Pd摩尔比值：3~19)有效调控。其完整制备步骤包括：(1)向水溶液中依次加入四氯铂酸钠、氯亚钯酸钾、盐酸、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)、抗坏血酸，获得反应前驱体溶液；(2)将前驱体溶液在35度下超声4小时后，采用7000-10000转/分钟转速离心分离获得黑色铂钯复合纳米粒子沉淀产物。本发明所制备的笼状多孔铂钯复合纳米粒子在燃料电池、工业催化、汽车尾气净化、水裂解、一氧化碳催化氧化等方面具有重要应用价值及广阔应用前景。
贵金属铂(Pt)作为重要的催化剂，在工业催化、燃料电池、汽车尾气净化、水裂解、一氧化碳催化氧化等领域具有十分广泛的应用。尤其在催化领域，铂是难以被取代的活性组分。如在低温燃料电池中，铂或其合金是目前加快电化学反应速度最有效的催化剂。另外，铂也是唯一能承受低温燃料电池中酸性环境的铂族金属。然而，铂是稀有的贵金属，价格十分昂贵，导致低温燃料电池成本过高，限制了低温燃料电池广泛、大规模的应用。更重要的是，其催化活性极易被一氧化碳(CO)毒化而导致其催化性能急剧降低。已有研宄表明，通过金属间协同作用，构筑铂钯复合纳米粒子是一种有效减少铂在催化剂中的用量，降低催化剂成本，提高其催化活性及稳定性的方法。因此，铂钯复合纳米粒子制备近来备受人们的关注。目前，人们发展了化学还原法、种子生长法、电化学法、去合金法、置换法、反胶团法、多元醇共还原法等多种铂钯复合纳米粒子合成路线，在液相中成功制备了枝状、花状、线状等在内的多种形貌的铂钯复合纳米粒子。然而据我们所知，采用已有的合成路线，人们难以制备具有多孔结构的笼状铂钯复合纳米粒子。我们知道，金属纳米粒子催化反应一般发生在颗粒的表面。显然，与实心铂钯复合纳米粒子相比，多孔结构的笼状铂钯复合纳米粒子具有更高的比表面积，因此其将具有更优异催化性能。如前所述，笼状多孔铂钯复合纳米粒子的合成仍然面临着众多挑战，其制备工艺路线鲜有报道。