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一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒及其制備方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510919504.8

申請日:

2015.12.11

公開號:

CN105537611A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):B22F 9/24申請公布日:20160504|||實質審查的生效IPC(主分類):B22F 9/24申請日:20151211|||公開
IPC分類號: B22F9/24; B22F1/00 主分類號: B22F9/24
申請人: 中國科學院深圳先進技術研究院
發明人: 蔡林濤; 康申東; 高冠慧; 謝曉濱
地址: 518055 廣東省深圳市南山區西麗大學城學苑大道1068號
優先權:
專利代理機構: 廣州三環專利代理有限公司 44202 代理人: 郝傳鑫;熊永強
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510919504.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.12.07|||2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明實施例提供了一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備方法,包括以下步驟:(1)配制含有氯鉑酸鹽、可溶性銅鹽和表面活性劑的混合水溶液;所述表面活性劑為十六烷基三甲基氯化銨;(2)向所述混合水溶液中加入還原劑,于60-90℃水浴攪拌反應1~3小時;反應完畢后,將反應后所得溶液離心,去除上清液,得到固體產物,將所述固體產物洗滌后,即得到珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。該制備方法工藝簡單、反應條件溫和、反應時間較短,成本低,且所得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒尺寸大小非常均一,易分離,單分散性好。本發明實施例還提供了由上述制備方法制得的珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。

權利要求書

1.一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)配制含有氯鉑酸鹽、可溶性銅鹽和表面活性劑的混合水溶液;所述表
面活性劑為十六烷基三甲基氯化銨;
(2)向所述混合水溶液中加入還原劑,于60-90℃水浴攪拌反應1~3小時;
反應完畢后,將反應后所得溶液離心,去除上清液,得到固體產物,將所述固
體產物洗滌后,即得到珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。
2.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述氯鉑酸鹽為氯鉑酸鉀、
四氯鉑酸鉀或氯鉑酸鈉。
3.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述可溶性銅鹽為硫酸銅
或氯化銅。
4.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述還原劑為L-抗壞血酸。
5.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述混合水溶液中,所述
氯鉑酸鹽的濃度為0.2-1.2mol/mL。
6.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述混合水溶液中,所述
氯鉑酸鹽與所述銅鹽的摩爾比為1:1-6:1,所述氯鉑酸鹽與所述表面活性劑的摩
爾比為1:3-1:6。
7.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述還原劑與所述氯鉑酸
鹽的摩爾比為2:1-8:1。
8.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述離心的轉速為10000~
12000rpm,時間為10~20min。
9.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述洗滌操作具體為:采用
水和乙醇的混合溶液進行清洗。
10.一種如權利要求1-9所述制備方法制備得到的珊瑚狀鉑銅合金納米顆
粒。

說明書

一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒及其制備方法

技術領域

本發明涉及貴金屬催化劑領域,特別是涉及一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒
及其制備方法。

背景技術

貴金屬鉑在工業催化領域的需求量極大,但由于鉑的存儲量稀少且昂貴,大
大限制了工業催化(尤其是燃料電池)領域的發展。研究人員發現,鉑催化劑
的活性與其形貌和尺寸密切相關,其中鉑納米粒子由于其高效的還原和氧化作
用,在多相催化、光催化及電催化領域被廣泛應用。而為了提高鉑的利用率,
研究人員合成出一系列不同形貌結構且具有較高催化活性的鉑納米顆粒。例如,
鉑立方體、鉑四面體、鉑八面體、枝狀鉑以及鉑納米線等等。

近年來,合成高催化活性的鉑基合金納米成為了電催化領域的熱點之一。由
于雙金屬之間的協同效應和電子效應(包括晶格應力效應、表面配體效應和晶
體幾何效應),往往使得雙合金納米顆粒有著和純鉑相近或更高的催化活性和
持久性。而小尺寸的枝狀合金納米顆粒有著更大的比表面積,晶格畸變嚴重,
表面能也更高,有更好的催化性能。鉑、銅由于都是面心立方結構的金屬,兩
者的晶格常數也較為接近,因而兩者更為容易形成合金。

然而現有的鉑基雙合金納米顆粒的合成過程中,反應條件往往比較苛刻,大
多需要在高溫油相中進行,實驗成本高,且后續合金納米顆粒的分離提純等處
理過程較為繁雜,進而影響合金納米顆粒的催化活性。

發明內容

鑒于此,本發明實施例第一方面提供了一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備
方法,以解決現有鉑基雙合金納米顆粒的合成方法反應條件苛刻,成本高,產
物分離提純難,且所得鉑基雙合金納米顆粒形貌尺寸均一性不佳等問題。

第一方面,本發明實施例提供了一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備方法,
包括以下步驟:

(1)配制含有氯鉑酸鹽、可溶性銅鹽和表面活性劑的混合水溶液;所述表
面活性劑為十六烷基三甲基氯化銨;

(2)向所述混合水溶液中加入還原劑,于60-90℃水浴攪拌反應1~3小時;
反應完畢后,將反應后所得溶液離心,去除上清液,得到固體產物,將所述固
體產物洗滌后,即得到珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。

本發明的制備方法采用在傳統濕化學法基礎上進行工藝優化,在水相中僅
需添加十六烷基三甲基氯化銨一種表面活性劑,水浴加熱60~90℃,即可獲得大
小尺寸均一的珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。本發明上述制備方法反應條件溫和,
且反應時間較短,因而在降低成本的同時還可實現產量化制備。

優選地,所述可溶性銅鹽為硫酸銅或氯化銅。

優選地,所述還原劑為L-抗壞血酸。

優選地,所述氯鉑酸鹽為氯鉑酸鉀、四氯鉑酸鉀或氯鉑酸鈉。

優選地,所述混合水溶液中,所述氯鉑酸鹽的濃度為0.2-1.2mol/mL。更優
選地,所述氯鉑酸鹽的濃度為0.5-1.0mol/mL。

優選地,所述混合水溶液中,所述氯鉑酸鹽與所述銅鹽的摩爾比為1:1-6:1,
所述氯鉑酸鹽與所述表面活性劑的摩爾比為1:2-1:6。更優選地,所述氯鉑酸鹽
與所述銅鹽的摩爾比為2:1-4:1,所述氯鉑酸鹽與所述表面活性劑的摩爾比為
3:10。

優選地,所述還原劑與所述氯鉑酸鹽的摩爾比為2:1-8:1。更優選地,所述
還原劑與所述氯鉑酸鹽的摩爾比為4:1-8:1。

優選地,加入還原劑后,于60-80℃水浴攪拌反應1-3小時。

優選地,所述離心的轉速為10000~12000rpm,時間為10~20min。

優選地,所述洗滌操作具體為:采用水和乙醇的混合溶液進行清洗。

具體地,離心后去除上清液,向所得固體產物中加入水和乙醇混合溶液,
并用超聲清洗儀超聲分散。優選地,超聲分散的時間為6-20min。為了將所得的
鉑銅合金納米顆粒表面清洗得更加干凈,所述離心和洗滌操作可重復多次。

優選地,所述水和乙醇的混合溶液中,水和乙醇的體積比為1:1。

本發明實施例第一方面提供的珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備方法,工藝簡
單易操作,反應條件溫和,反應時間較短,成本低,所使用試劑均無毒無害;
且制備所得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒尺寸大小非常均一,易分離,單分散性好,
相比于商業化的鉑碳,有著更優異的催化性能。

第二方面,本發明實施例提供了一種由上述第一方面制備方法制備得到的
珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。所述珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的大小尺寸為15-20
nm。

本發明實施例提供的小尺寸的珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒具有更大的比表面
積,能夠暴露出更多的催化活性位點,并且銅原子的進入,使得晶格畸變嚴重,
表面能也更高,有更好的催化性能。

與現有技術相比,本發明制備方法具有如下有益效果:

1、本發明合成過程采用傳統的濕化學法,不需要在油相中反應,在水相中
即可;且反應條件溫和,只需水浴加熱60~90℃,即可獲得大小尺寸均一的珊瑚
狀鉑銅合金納米顆粒;降低了反應條件的苛刻性;

2、本發明制備方法反應所需時間短,只需1~3個小時即可;

3、本發明合成過程不需要添加多種表面活性劑或封端劑,僅添加十六烷基
三甲基氯化銨一種表面活性劑即可;

4、本發明制備方法可大量合成多枝狀的珊瑚狀結構鉑銅合金納米顆粒,為
工業化生產提供了可能。

本發明實施例的優點將會在下面的說明書中部分闡明,一部分根據說明書是
顯而易見的,或者可以通過本發明實施例的實施而獲知。

附圖說明

圖1為本發明實施例一的低倍率下珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微
鏡明場圖;

圖2為本發明實施例一的高倍率下珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微
鏡明場圖;

圖3為本發明實施例一的高倍率下珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微
鏡高角度環形暗場圖;

圖4為本發明實施例一的單顆珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒中銅元素分布圖;

圖5為本發明實施例一的單顆珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒中鉑元素分布圖;

圖6為本發明實施例一的單顆珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒中銅鉑元素的復合
分布圖;

圖7為本發明實施例一所得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒與鉑碳的鉑質量活性
的循環伏安曲線;

圖8為本發明實施例一所得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒與鉑碳的鉑特殊位點
活性的循環伏安曲線;

圖9為本發明實施例一所得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒與鉑碳循環1500次之
后的歸一化電流與循環次數折線圖;

圖10為本發明實施例二低倍率下珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微鏡
明場圖;

圖11為本發明實施例三低倍率下珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微鏡
明場圖;

圖12為本發明實施例四低倍率下珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微鏡
明場圖;

圖13為本發明實施例五低倍率下珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微鏡
明場圖;

圖14為本發明實施例六低倍率下珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微鏡
明場圖;

圖15為本發明實施例七低倍率下珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微鏡
明場圖;

圖16為本發明實施例八低倍率下珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微鏡
明場圖;

圖17為本發明實施例九低倍率下珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微鏡
明場圖.

具體實施方式

以下所述是本發明實施例的優選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普
通技術人員來說,在不脫離本發明實施例原理的前提下,還可以做出若干改進
和潤飾,這些改進和潤飾也視為本發明實施例的保護范圍。

實施例一

一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備方法,包括如下步驟:

(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)溶液,10mmol/L的
四氯鉑酸鉀(K2PtCl4)溶液,1mol/L的硫酸銅(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-
抗壞血酸溶液;

(2)將磁力轉子,4.4mL超純水,上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化
銨溶液、0.3mL四氯鉑酸鉀溶液和1μL硫酸銅溶液依次加入到10毫升規格的
玻璃小瓶中,并攪拌10min,使得溶液混合均勻,得到混合水溶液;

(3)將上述配制的0.2mLL-抗壞血酸溶液迅速加入到所述混合水溶液中,
并水浴加熱至60℃,劇烈攪拌2小時;

(4)反應完畢后,將所得溶液用12000rpm轉速離心10min后,去除上清液,
得到固體產物,在所得固體產物中加入與上清液大致體積的水和乙醇混合溶液
(水:乙醇體積比=1:1),使用超聲清洗儀超聲分散溶液10min,再次離心、清洗,
重復兩次后獲得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。

將本實施例所得產物進行透射電子顯微鏡觀察,結果如圖1~圖3所示,其
中,圖1為低倍率下珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微鏡明場圖;圖2為
高倍率下珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微鏡明場圖;圖3為高倍率下珊
瑚狀鉑銅合金納米顆粒透射電子顯微鏡高角度環形暗場圖。從圖中可以看出本
實施例制得的鉑銅合金納米顆粒尺寸非常均一,大小約為16nm,顆粒呈現珊瑚
狀。

通過使用X射線能量色散儀(EDX-Mapping)對本實施例所得單個珊瑚狀
鉑銅合金納米顆粒進行元素分布分析,結果如圖4~圖6所示,其中圖4為單顆
珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒中銅元素分布圖,圖5為單顆珊瑚狀鉑銅合金納米顆
粒中鉑元素分布圖,圖6為單顆珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒中銅鉑元素的復合分
布圖。從圖中可以看出銅鉑兩種元素都均勻分布在納米顆粒上,說明在晶體生
長的過程中,銅原子和鉑原子相互嵌入各自的晶格之中,從而才能從整體上看
出兩種元素的均勻分布。

對本實施例所獲得的珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒進行催化甲醇氧化測試。在
堿性條件下,測得的催化性能與商業鉑碳的對比如圖7-9所示,圖7為本實施例
所得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒與鉑碳的鉑質量活性的循環伏安曲線,從圖7可
看出,本實施例所制得的珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的催化活性是鉑碳的約1.5
倍。換算為特殊位點活性時,如圖8所示,本實施例所制得的珊瑚狀鉑銅合金
納米顆粒的催化活性是鉑碳的約3倍。圖9是兩種催化劑循環1500次之后的歸
一化電流與循環次數折線圖,從圖9中可以看出在循環1500次之后,本實施例
所制得的珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒仍然保持約65%的催化活性,而商業化的鉑
碳僅能保持約25%的催化活性。因此,本實施例所制得的珊瑚狀鉑銅合金納米
顆粒相比于商業化鉑碳具有很高的催化活性和持久性。

實施例二

一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備方法,包括如下步驟:

(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)溶液,10mmol/L的
四氯鉑酸鉀(K2PtCl4)溶液,1mol/L的硫酸銅(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-
抗壞血酸溶液;

(2)將磁力轉子,3.8mL超純水,上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化
銨、0.6mL四氯鉑酸鉀溶液和1μL硫酸銅溶液依次加入到10毫升規格的玻璃
小瓶中,并攪拌10min,使得溶液混合均勻,得到混合水溶液;

(3)將上述配制的0.4mLL-抗壞血酸溶液迅速加入到所述混合水溶液中,
并水浴加熱至60℃,劇烈攪拌2小時;

(4)反應完畢后,將所得溶液用12000rpm轉速離心10min后,去除上清液,
得到固體產物,向所得固體產物中加入與上清液大致體積的水和乙醇的混合溶
液(水:乙醇體積比=1:1),使用超聲清洗儀超聲分散溶液10min,再次離心、清
洗,重復兩次后獲得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。

將本實施例所得產物進行透射電子顯微鏡觀察,結果如圖10所示,當氯鉑
酸鹽與銅鹽的摩爾比為6:1時,可獲得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒,平均納米顆粒
的尺寸20nm。

實施例三

一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備方法,包括如下步驟:

(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)溶液,10mmol/L的
四氯鉑酸鉀(K2PtCl4)溶液,1mol/L的硫酸銅(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-
抗壞血酸溶液;

(2)將磁力轉子,4.4mL超純水,上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化
銨、0.3mL四氯鉑酸鉀溶液和3μL硫酸銅溶液依次加入到10毫升規格的玻璃
小瓶中,并攪拌10min,使得溶液混合均勻,得到混合水溶液。

(3)將上述配制的0.2mLL-抗壞血酸迅速加入到所述混合水溶液中,并水
浴加熱至60℃,劇烈攪拌2小時;

(4)反應完畢后,將所得溶液用12000rpm轉速離心10min后,去除上清液,
得到固體產物,在所得固體產物中加入與上清液大致體積的水和乙醇混合溶液
(水:乙醇體積比=1:1),使用超聲清洗儀超聲分散溶液10min,再次離心、清洗,
重復三次后獲得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。

將本實施例所得產物進行透射電子顯微鏡觀察,結果如圖11所示,當鉑酸
鹽與銅鹽的摩爾比為1:1時,所得產物中既有尺寸約16nm的珊瑚狀的鉑銅合金
納米顆粒,也有少量顆粒尺寸約為3nm的微小顆粒生成,產物的均一性稍差。
實施例四

一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備方法,包括如下步驟:

(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)溶液,10mmol/L的
四氯鉑酸鉀(K2PtCl4)溶液,1mol/L的硫酸銅(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-
抗壞血酸溶液;

(2)將磁力轉子,4.4mL超純水,上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化
銨、0.3mL四氯鉑酸鉀溶液和1μL硫酸銅溶液依次加入到10毫升規格的玻璃
小瓶中,并攪拌10min,使得溶液混合均勻,得到混合水溶液;

(3)將上述配制的0.2mLL-抗壞血酸迅速加入到混合水溶液中,并水浴加
熱至75℃,劇烈攪拌2小時;

(4)反應完畢后,將所得溶液用12000rpm轉速離心10min后,去除上清液,
得到固體產物,在所得固體產物中加入與上清液大致體積的水和乙醇混合溶液
(水:乙醇體積比=1:1),使用超聲清洗儀超聲分散溶液10min,再次離心、清洗,
重復三次后獲得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。

將本實施例所得產物進行透射電子顯微鏡觀察,結果如圖12所示,當反應
溫度增加至75℃,可獲得尺寸約16nm的珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。

實施例五

一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備方法,包括如下步驟:

(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)溶液,10mmol/L的
四氯鉑酸鉀(K2PtCl4)溶液,1mol/L的硫酸銅(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-
抗壞血酸溶液;

(2)將磁力轉子,4.4mL超純水,上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化
銨、0.3mL四氯鉑酸鉀溶液和1μL硫酸銅溶液依次加入到10毫升規格的玻璃
小瓶中,并攪拌10min,使得溶液混合均勻,得到混合水溶液;

(3)將上述配制的0.2mLL-抗壞血酸迅速加入到混合水溶液中,并水浴加
熱至90℃,劇烈攪拌2小時;

(4)反應完畢后,將所得溶液用12000rpm轉速離心10min后,去除上清液,
得到固體產物,在所得固體產物中加入與上清液大致體積的水和乙醇混合溶液
(水:乙醇體積比=1:1),使用超聲清洗儀超聲分散溶液10min,再次離心、清洗,
重復三次后獲得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。

將本實施例所得產物進行透射電子顯微鏡觀察,結果如圖13所示,當反應
溫度增加至90℃,反應更加迅速,依然可獲得尺寸約16nm的珊瑚狀鉑銅合金
納米顆粒。

實施例六

一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備方法,包括如下步驟:

(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)溶液,10mmol/L的
四氯鉑酸鉀(K2PtCl4)溶液,1mol/L的硫酸銅(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-
抗壞血酸溶液;

(2)將磁力轉子,4.44mL超純水,上述配制的0.06mL十六烷基三甲基氯
化銨、0.3mL四氯鉑酸鉀溶液和1μL硫酸銅溶液依次加入到10毫升規格的玻
璃小瓶中,并攪拌10min,使得溶液混合均勻,得到混合水溶液;

(3)將上述配制的0.2mLL-抗壞血酸迅速加入到混合水溶液中,并水浴加
熱至60℃,劇烈攪拌2小時;

(4)反應完畢后,將所得溶液用12000rpm轉速離心10min后,去除上清液,
得到固體產物,在所得固體產物中加入與上清液大致體積的水和乙醇混合溶液
(水:乙醇體積比=1:1),使用超聲清洗儀超聲分散溶液10min,再次離心、清洗,
重復三次后獲得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。

將本實施例所得產物進行透射電子顯微鏡觀察,結果如圖14所示,當氯鉑
酸鹽與表面活性劑的摩爾比例為1:2時,可獲得尺寸約20nm的珊瑚狀鉑銅合金
納米顆粒,顆粒之間略微出現團聚現象。

實施例七

一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備方法,包括如下步驟:

(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)溶液,10mmol/L的
四氯鉑酸鉀(K2PtCl4)溶液,1mol/L的硫酸銅(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-
抗壞血酸溶液;

(2)將磁力轉子,4.32mL超純水,上述配制的0.18mL十六烷基三甲基氯
化銨、0.3mL四氯鉑酸鉀溶液和1μL硫酸銅溶液依次加入到10毫升規格的玻
璃小瓶中,并攪拌10min,使得溶液混合均勻,得到混合水溶液;

(3)將上述配制的0.2mLL-抗壞血酸迅速加入到混合水溶液中,并水浴加
熱至60℃,劇烈攪拌2小時;

(4)反應完畢后,將所得溶液用12000rpm轉速離心10min后,去除上清液,
得到固體產物,在所得固體產物中加入與上清液大致體積的水和乙醇混合溶液
(水:乙醇體積比=1:1),使用超聲清洗儀超聲分散溶液10min,再次離心、清洗,
重復三次后獲得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。

將本實施例所得產物進行透射電子顯微鏡觀察,結果如圖15所示,當氯鉑
酸鹽與表面活性劑的摩爾比例為1:6時,可獲得尺寸均一,大小約16nm的珊瑚
狀鉑銅合金納米顆粒。

實施例八

一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備方法,包括如下步驟:

(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)溶液,10mmol/L的
四氯鉑酸鉀(K2PtCl4)溶液,1mol/L的硫酸銅(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-
抗壞血酸溶液;

(2)將磁力轉子,4.48mL超純水,上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化
銨溶液、0.3mL四氯鉑酸鉀溶液和1μL硫酸銅溶液依次加入到10毫升規格的
玻璃小瓶中,并攪拌10min,使得溶液混合均勻,得到混合水溶液;

(3)將上述配制的0.12mLL-抗壞血酸溶液迅速加入到所述混合水溶液中,
并水浴加熱至60℃,劇烈攪拌2小時;

(4)反應完畢后,將所得溶液用12000rpm轉速離心10min后,去除上清液,
得到固體產物,在所得固體產物中加入與上清液大致體積的水和乙醇混合溶液
(水:乙醇體積比=1:1),使用超聲清洗儀超聲分散溶液10min,再次離心、清洗,
重復兩次后獲得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。

將本實施例所得產物進行透射電子顯微鏡觀察,結果如圖16所示,當氯鉑
酸鹽與還原劑L-抗壞血酸的摩爾比例為1:4時,可獲得大小約16-20nm的珊瑚
狀鉑銅合金納米顆粒。

實施例九

一種珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒的制備方法,包括如下步驟:

(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)溶液,10mmol/L的
四氯鉑酸鉀(K2PtCl4)溶液,1mol/L的硫酸銅(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-
抗壞血酸溶液;

(2)將磁力轉子,4.36mL超純水,上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化
銨溶液、0.3mL四氯鉑酸鉀溶液和1μL硫酸銅溶液依次加入到10毫升規格的
玻璃小瓶中,并攪拌10min,使得溶液混合均勻,得到混合水溶液;

(3)將上述配制的0.24mLL-抗壞血酸溶液迅速加入到所述混合水溶液中,
并水浴加熱至60℃,劇烈攪拌2小時;

(4)反應完畢后,將所得溶液用12000rpm轉速離心10min后,去除上清液,
得到固體產物,在所得固體產物中加入與上清液大致體積的水和乙醇混合溶液
(水:乙醇體積比=1:1),使用超聲清洗儀超聲分散溶液10min,再次離心、清洗,
重復兩次后獲得珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒。

將本實施例所得產物進行透射電子顯微鏡觀察,結果如圖17所示,當氯鉑
酸鹽與還原劑L-抗壞血酸的摩爾比例為1:8時,亦可獲得大小約16-20nm的珊
瑚狀鉑銅合金納米顆粒。

本發明實施例采用傳統的濕化學法,所用試劑均無毒無害,通過使用十六
烷基三甲基氯化銨作為表面活性劑或封端劑,即可制得尺寸大小均一、單分散
性好的珊瑚狀鉑銅合金納米顆粒,該方法工藝簡單易操作,成本低,綠色無污
染。尺寸更小均一的納米顆粒有著更大的比表面積,珊瑚狀的結構也使得納米
結構表面有更多的催化活性位點暴露。在催化甲醇氧化實驗中,本發明所制得
的鉑銅納米顆粒相比于商業化的鉑碳催化劑有著更佳的催化性能,更有利于今
后貴金屬鉑與其他非貴金屬形成的納米顆粒的協同催化效應進行深入探究。

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一種 珊瑚 銅合金 納米 顆粒 及其 制備 方法
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