CN102423807A - 一种连续合成铂纳米颗粒的方法 - Google Patents

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刘宏宇
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詹国武
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Abstract

一种连续合成铂纳米颗粒的方法，涉及一种铂纳米颗粒。提供一种连续合成铂纳米颗粒的方法，所制得的铂纳米颗粒主要呈球形，平均粒径位于1～8nm，颗粒分散性好。在侧柏叶干粉中加入去离子水，置于摇床中振荡，过滤后的滤液即为侧柏水提液；配制铂前驱体和氢氧化钠溶液，用于调节侧柏水提液的pH值；将侧柏水提液和铂前驱体持续通入反应器中，再收集反应液，反应液冷却后终止反应，所得反应液即为铂纳米颗粒。

Description

一种连续合成铂纳米颗粒的方法
技术领域
本发明涉及一种铂纳米颗粒，尤其是涉及一种绿色连续性快速合成铂纳米粒子的方法，即在管式微反应器中采用侧柏叶水提液快速连续制备纳米铂的方法。
背景技术
化学工业，尤其是石油化工产业中，铂及其合金由于对氧化反应、加氢反应等均具有较好的催化性能而受到人们的广泛关注。催化剂的比表面积大小是影响其催化性能的重要因素，由于纳米粒子的比表面积大，表面所占的体积百分数大，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等导致表面的活性位置增加，这就使得纳米粒子具备了比宏观物质更为优异的催化性能。因此将金属铂纳米化是提高其催化效率的重要途径。
传统纳米级铂颗粒的制备主要有物理方法(真空蒸镀法、等离子体溅射法等)和化学法(化学还原法、微乳液法等)。物理法虽然能够得到高纯度、高分散性、粒度可控的铂纳米颗粒，但是其设备投资非常昂贵，化学法同样在可制得高纯度粒度可控的铂纳米颗粒的同时，却由于引入了大量的化学试剂而易导致环境的污染和人员的操作风险。
目前，出现了一些相对绿色的生物法制备铂纳米颗粒的方法，如Riddin等(Nanotechnology，2006，17：3482-3489)报道了利用尖孢镰刀菌制备铂纳米粒子的方法。Yong等(BiotechnolLett，2007，29：539-544)报道了利用生物矿化作用合成铂纳米颗粒的方法，Jae Yong Song等(Bioprocess and Biosyst Eng，2010，33(1)：159-164)报道了利用柿子叶提取液制备铂纳米粒子的方法。在公开的专利(CN101875131A)中，赵兴中等报道了利用葡萄糖和抗坏血酸制备铂纳米粒子的方法。但这些已有的研究只停留在简单的间歇制备阶段，由于反应器内液体的传质和传热效果较差，需要的反应时间都比较长，而且随着反应器容积的增大，釜内温度和浓度的均一性更加难以实现，因此这些缺陷都将给放大生产带来困难。在微反应器内，随着宏观尺度的减小，一些物理量的梯度变化很快，例如温度梯度、压力梯度、浓度梯度以及密度梯度，这使得微反应器的转化率、选择性有了明显的提高，传热系数和传质性能与传统设备相比也得到很大提高，而且可以保证流体流动的均匀性和理想性。将微反应器应用于铂纳米颗粒的植物生物质还原连续制备，不仅可以解决间歇制备过程的缺点，而且操作简单，反应时间短(1～5min)环境友好，能耗较低。
发明内容
本发明旨在提供一种连续合成铂纳米颗粒的方法，所制得的铂纳米颗粒主要呈球形，平均粒径位于1～8nm，颗粒分散性好。
本发明的技术方案是在管式微反应器中利用侧柏叶水提液，快速连续还原制备铂纳米颗粒和调控颗粒粒径。
本发明包括以下步骤：
1)在侧柏叶干粉中加入去离子水，置于摇床中振荡，过滤后的滤液即为侧柏水提液；
2)配制铂前驱体和氢氧化钠溶液，用于调节侧柏水提液的pH值；
3)将侧柏水提液和铂前驱体持续通入反应器中，再收集反应液，反应液冷却后终止反应，所得反应液即为铂纳米颗粒。
在步骤1)中，所述侧柏叶干粉与去离子水的配比可为1g∶6ml，其中侧柏叶干粉按质量计算，去离子水按体积计算；所述振荡的条件可为30℃，150rpm，12h；所述过滤可采用双层滤纸过滤。
在步骤2)中，所述铂前驱体为Na2PtCl4溶液；所述铂前驱体的浓度可为2mmol/L，所述氢氧化钠溶液的浓度可为8mmol/L或12mmol/L；所述pH值可为9.3～10.4。
在步骤3)中，所述反应器的温度可为30～90℃；所述侧柏水提液与铂前驱体的体积比可为1∶1；所述将侧柏水提液和铂前驱体持续通入反应器中的方法可采用注射泵将侧柏水提液和铂前驱体以相同流率通过T型三通管持续通入反应器中，所述流率可为100～500μL/min；所述冷却可采用冰浴冷；所得铂纳米颗粒呈纳米铂溶胶。
所述反应器可采用聚四氟乙烯(PTFE)或不锈钢管式反应器等，反应过程中可将反应器置于甘油浴加热器中，通过加热器来调控反应器内的温度。利用T型三通管将注射泵和管式反应器连接起来，然后设定工艺参数：反应温度30～90℃、原料液的流率100～500μL/min。
本发明工艺简单，操作简便，反应迅速、环境友好，能耗较低，由于采用连续制备工艺，反应易于平行放大，通过平行的增加反应管数量或连续的运行即可实现规模放大，进行工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例制备的粒径最大的铂纳米颗粒的TEM图。在图1中，标尺为10nm。
图2为本发明实施例制备的粒径最小的铂纳米颗粒的TEM图。在图2中，标尺为10nm。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
将晒干后的侧柏叶粉碎制得侧柏干粉，按前述方法得到60g/L的侧柏水提液，用氢氧化钠溶液将水提液的pH调至10.4。用注射泵通过玻璃T型三通管将相同体积的水提液与2mmol/L铂前驱体(Na2PtCl4溶液)分别以500μL/min的流率持续输送到内径为0.8mm的2m长聚四氟乙烯反应管中，设定反应温度为60℃。所得的铂纳米颗粒均为近球形，大小均匀，粒径主要分布在1.56±0.27nm，
实施例2
将实施例1中两种反应液的体积流率设定为400μL/min，保持其他的反应条件不变，所得的纳米颗粒均为近球形，粒径主要分布在4.57±0.86nm。
实施例3
将实施例1中两种反应液的体积流率设定为300μL/min，保持其他的反应条件不变，所得的纳米颗粒均为近球形，粒径主要分布在7.73±2.36nm。
实施例4
将实施例1中两种反应液的体积流率设定为200μL/min，保持其他的反应条件不变，所得的纳米颗粒均为近球形，粒径主要分布在4.09±0.94nm。
实施例5
将实施例1中两种反应液的体积流率设定为100μL/min，保持其他的反应条件不变，所得的纳米颗粒均为近球形，粒径主要分布在2.56±0.60nm。
实施例6
将晒干后的侧柏叶粉碎制得侧柏干粉，按前述方法得到60g/L的水提液，用氢氧化钠溶液将水提液的pH调至10.4。用注射泵通过玻璃T型三通管将相同体积的水提液与2mmol/L铂前驱体(Na2PtCl4溶液)以300μL/min的流率持续输送到内径为0.8mm的2m长聚四氟乙烯反应管中，设定反应温度为30℃。所得的铂纳米颗粒均为近球形，大小均匀，粒径主要分布在2.30±0.48nm。
实施例7
将实施例6中的反应温度设定为90℃，保持其他的反应条件不变，所得的纳米颗粒均为近球形，粒径主要分布在3.03±0.69nm。
实施例8
将晒干后的侧柏叶粉碎制得侧柏干粉，按前述方法得到60g/L的水提液，用氢氧化钠溶液将水提液的pH调至9.3。用注射泵通过玻璃T型三通管将相同体积的水提液与2mmol/L铂前驱体(Na2PtCl4溶液)以300μL/min的流率持续输送到内径为0.8mm的2m长聚四氟乙烯反应管中，设定反应温度为60℃。所得的铂纳米颗粒均为近球形，大小均匀，粒径主要分布在2.39±0.51nm。
实施例9
将晒干后的侧柏叶粉碎制得侧柏干粉，按前述方法得到60g/L的水提液，用氢氧化钠溶液将水提液的pH调至10.4。用注射泵通过玻璃T型三通管将相同体积的水提液与2mmol/L铂前驱体(Na2PtCl4溶液)以300μL/min的流率持续输送到内径为0.5mm的2m长聚四氟乙烯反应管中，设定反应温度为90℃。所得的铂纳米颗粒均为近球形，大小均匀，粒径主要分布在2.13±0.40nm。
实施例10
将晒干后的侧柏叶粉碎制得侧柏干粉，按前述方法得到60g/L的水提液，用氢氧化钠溶液将水提液的pH调至10.4。用注射泵通过玻璃T型三通管将相同体积的水提液与2mmol/L铂前驱体(Na2PtCl4溶液)以300μL/min的流率持续输送到内径为0.5mm的1m长不锈钢反应管中，设定反应温度为90℃。所得的铂纳米颗粒均为近球形，大小均匀，粒径主要分布在2.33+0.38nm。
利用F30透射电子显微镜(TEM)对所得的铂纳米颗粒的形貌和粒径进行观察并利用粒径统计软件Sigmascan pro4对所得到的电镜图进行粒径统计。
图1给出本发明实施例制备的粒径最大的铂纳米颗粒的TEM图。图2给出本发明实施例制备的粒径最小的铂纳米颗粒的TEM图。

Claims (10)

1.一种连续合成铂纳米颗粒的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)在侧柏叶干粉中加入去离子水，置于摇床中振荡，过滤后的滤液即为侧柏水提液；
2)配制铂前驱体和氢氧化钠溶液，用于调节侧柏水提液的pH值；
3)将侧柏水提液和铂前驱体持续通入反应器中，再收集反应液，反应液冷却后终止反应，所得反应液即为铂纳米颗粒。
2.如权利要求1所述的一种连续合成铂纳米颗粒的方法，其特征在于在步骤1)中，所述侧柏叶干粉与去离子水的配比为1g∶6ml，其中侧柏叶干粉按质量计算，去离子水按体积计算。
3.如权利要求1所述的一种连续合成铂纳米颗粒的方法，其特征在于在步骤1)中，所述振荡的条件为30℃，150rpm，12h。
4.如权利要求1所述的一种连续合成铂纳米颗粒的方法，其特征在于在步骤1)中，所述过滤采用双层滤纸过滤。
5.如权利要求1所述的一种连续合成铂纳米颗粒的方法，其特征在于在步骤2)中，所述铂前驱体为Na2PtCl4溶液。
6.如权利要求1所述的一种连续合成铂纳米颗粒的方法，其特征在于在步骤2)中，所述铂前驱体的浓度为2mmol/L，所述氢氧化钠溶液的浓度为8mmol/L或12mmol/L。
7.如权利要求1所述的一种连续合成铂纳米颗粒的方法，其特征在于在步骤2)中，所述pH值为9.3～10.4。
8.如权利要求1所述的一种连续合成铂纳米颗粒的方法，其特征在于在步骤3)中，所述反应器的温度为30～90℃。
9.如权利要求1所述的一种连续合成铂纳米颗粒的方法，其特征在于在步骤3)中，所述侧柏水提液与铂前驱体的体积比为1∶1。
10.如权利要求1所述的一种连续合成铂纳米颗粒的方法，其特征在于在步骤3)中，所述将侧柏水提液和铂前驱体持续通入反应器中的方法采用注射泵将侧柏水提液和铂前驱体以相同流率通过T型三通管持续通入反应器中，所述流率为100～500μL/min；所述冷却可采用冰浴冷。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102773496A (zh) * 2012-08-22 2012-11-14 厦门大学 连续反应釜制备金银合金纳米颗粒的方法
CN103063832A (zh) * 2013-01-05 2013-04-24 福州大学 基于铂纳米颗粒模拟酶的免疫分析方法
CN107138738A (zh) * 2017-05-23 2017-09-08 天津工业大学 一种快速合成银纳米颗粒的方法及装置
CN107175339A (zh) * 2017-05-23 2017-09-19 天津工业大学 一种无需还原剂快速合成金纳米颗粒的方法及装置
CN108031860A (zh) * 2017-12-04 2018-05-15 浙江工业大学 一种纳米金三角片的制备方法
CN111014720A (zh) * 2019-12-27 2020-04-17 华北电力大学（保定） 一种在线合成纳米银的方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005095031A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-13 Council Of Scientific And Industrial Research A process for the synthesis of mono and bimetallic nanoparticles using palnt extract
US20080210053A1 (en) * 2006-10-27 2008-09-04 Xingmao Jiang Hollow sphere metal oxides
CN101590532A (zh) * 2009-07-02 2009-12-02 厦门大学 植物生物质还原法制备钯纳米颗粒的方法
CN101940945A (zh) * 2010-08-24 2011-01-12 厦门大学 一种用于合成苯甲醛的纳米金催化剂的植物还原制备方法
CN102202815A (zh) * 2008-05-16 2011-09-28 维鲁泰克技术股份有限公司 使用植物提取物的纳米金属的绿色合成及其用途

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005095031A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-13 Council Of Scientific And Industrial Research A process for the synthesis of mono and bimetallic nanoparticles using palnt extract
US20080210053A1 (en) * 2006-10-27 2008-09-04 Xingmao Jiang Hollow sphere metal oxides
CN102202815A (zh) * 2008-05-16 2011-09-28 维鲁泰克技术股份有限公司 使用植物提取物的纳米金属的绿色合成及其用途
CN101590532A (zh) * 2009-07-02 2009-12-02 厦门大学 植物生物质还原法制备钯纳米颗粒的方法
CN101940945A (zh) * 2010-08-24 2011-01-12 厦门大学 一种用于合成苯甲醛的纳米金催化剂的植物还原制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102773496A (zh) * 2012-08-22 2012-11-14 厦门大学 连续反应釜制备金银合金纳米颗粒的方法
CN102773496B (zh) * 2012-08-22 2015-03-04 厦门大学 连续反应釜制备金银合金纳米颗粒的方法
CN103063832A (zh) * 2013-01-05 2013-04-24 福州大学 基于铂纳米颗粒模拟酶的免疫分析方法
CN107138738A (zh) * 2017-05-23 2017-09-08 天津工业大学 一种快速合成银纳米颗粒的方法及装置
CN107175339A (zh) * 2017-05-23 2017-09-19 天津工业大学 一种无需还原剂快速合成金纳米颗粒的方法及装置
CN108031860A (zh) * 2017-12-04 2018-05-15 浙江工业大学 一种纳米金三角片的制备方法
CN108031860B (zh) * 2017-12-04 2021-04-06 浙江工业大学 一种纳米金三角片的制备方法
CN111014720A (zh) * 2019-12-27 2020-04-17 华北电力大学（保定） 一种在线合成纳米银的方法及装置

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