CN105537611A - 一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒及其制备方法 - Google Patents

一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒及其制备方法 Download PDF

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CN105537611A CN201510919504.8A CN201510919504A CN105537611A CN 105537611 A CN105537611 A CN 105537611A CN 201510919504 A CN201510919504 A CN 201510919504A CN 105537611 A CN105537611 A CN 105537611A
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Abstract

本发明实施例提供了一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤:(1)配制含有氯铂酸盐、可溶性铜盐和表面活性剂的混合水溶液；所述表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵；(2)向所述混合水溶液中加入还原剂，于60-90℃水浴搅拌反应1～3小时；反应完毕后，将反应后所得溶液离心，去除上清液，得到固体产物，将所述固体产物洗涤后，即得到珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。该制备方法工艺简单、反应条件温和、反应时间较短，成本低，且所得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒尺寸大小非常均一，易分离，单分散性好。本发明实施例还提供了由上述制备方法制得的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。

Description

一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及贵金属催化剂领域，特别是涉及一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒及其制备方法。
背景技术
贵金属铂在工业催化领域的需求量极大，但由于铂的存储量稀少且昂贵，大大限制了工业催化(尤其是燃料电池)领域的发展。研究人员发现，铂催化剂的活性与其形貌和尺寸密切相关，其中铂纳米粒子由于其高效的还原和氧化作用，在多相催化、光催化及电催化领域被广泛应用。而为了提高铂的利用率，研究人员合成出一系列不同形貌结构且具有较高催化活性的铂纳米颗粒。例如，铂立方体、铂四面体、铂八面体、枝状铂以及铂纳米线等等。
近年来，合成高催化活性的铂基合金纳米成为了电催化领域的热点之一。由于双金属之间的协同效应和电子效应(包括晶格应力效应、表面配体效应和晶体几何效应)，往往使得双合金纳米颗粒有着和纯铂相近或更高的催化活性和持久性。而小尺寸的枝状合金纳米颗粒有着更大的比表面积，晶格畸变严重，表面能也更高，有更好的催化性能。铂、铜由于都是面心立方结构的金属，两者的晶格常数也较为接近，因而两者更为容易形成合金。
然而现有的铂基双合金纳米颗粒的合成过程中，反应条件往往比较苛刻，大多需要在高温油相中进行，实验成本高，且后续合金纳米颗粒的分离提纯等处理过程较为繁杂，进而影响合金纳米颗粒的催化活性。
发明内容
鉴于此，本发明实施例第一方面提供了一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，以解决现有铂基双合金纳米颗粒的合成方法反应条件苛刻，成本高，产物分离提纯难，且所得铂基双合金纳米颗粒形貌尺寸均一性不佳等问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤:
(1)配制含有氯铂酸盐、可溶性铜盐和表面活性剂的混合水溶液；所述表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵；
(2)向所述混合水溶液中加入还原剂，于60-90℃水浴搅拌反应1～3小时；反应完毕后，将反应后所得溶液离心，去除上清液，得到固体产物，将所述固体产物洗涤后，即得到珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
本发明的制备方法采用在传统湿化学法基础上进行工艺优化，在水相中仅需添加十六烷基三甲基氯化铵一种表面活性剂，水浴加热60～90℃，即可获得大小尺寸均一的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。本发明上述制备方法反应条件温和，且反应时间较短，因而在降低成本的同时还可实现产量化制备。
优选地，所述可溶性铜盐为硫酸铜或氯化铜。
优选地，所述还原剂为L-抗坏血酸。
优选地，所述氯铂酸盐为氯铂酸钾、四氯铂酸钾或氯铂酸钠。
优选地，所述混合水溶液中，所述氯铂酸盐的浓度为0.2-1.2mol/mL。更优选地，所述氯铂酸盐的浓度为0.5-1.0mol/mL。
优选地，所述混合水溶液中，所述氯铂酸盐与所述铜盐的摩尔比为1:1-6:1，所述氯铂酸盐与所述表面活性剂的摩尔比为1:2-1:6。更优选地，所述氯铂酸盐与所述铜盐的摩尔比为2:1-4:1，所述氯铂酸盐与所述表面活性剂的摩尔比为3:10。
优选地，所述还原剂与所述氯铂酸盐的摩尔比为2:1-8:1。更优选地，所述还原剂与所述氯铂酸盐的摩尔比为4:1-8:1。
优选地，加入还原剂后，于60-80℃水浴搅拌反应1-3小时。
优选地，所述离心的转速为10000～12000rpm，时间为10～20min。
优选地，所述洗涤操作具体为：采用水和乙醇的混合溶液进行清洗。
具体地，离心后去除上清液，向所得固体产物中加入水和乙醇混合溶液，并用超声清洗仪超声分散。优选地，超声分散的时间为6-20min。为了将所得的铂铜合金纳米颗粒表面清洗得更加干净，所述离心和洗涤操作可重复多次。
优选地，所述水和乙醇的混合溶液中，水和乙醇的体积比为1:1。
本发明实施例第一方面提供的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，工艺简单易操作，反应条件温和，反应时间较短，成本低，所使用试剂均无毒无害；且制备所得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒尺寸大小非常均一，易分离，单分散性好，相比于商业化的铂碳，有着更优异的催化性能。
第二方面，本发明实施例提供了一种由上述第一方面制备方法制备得到的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。所述珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的大小尺寸为15-20nm。
本发明实施例提供的小尺寸的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒具有更大的比表面积，能够暴露出更多的催化活性位点，并且铜原子的进入，使得晶格畸变严重，表面能也更高，有更好的催化性能。
与现有技术相比，本发明制备方法具有如下有益效果：
1、本发明合成过程采用传统的湿化学法，不需要在油相中反应，在水相中即可；且反应条件温和，只需水浴加热60～90℃，即可获得大小尺寸均一的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒；降低了反应条件的苛刻性；
2、本发明制备方法反应所需时间短，只需1～3个小时即可；
3、本发明合成过程不需要添加多种表面活性剂或封端剂，仅添加十六烷基三甲基氯化铵一种表面活性剂即可；
4、本发明制备方法可大量合成多枝状的珊瑚状结构铂铜合金纳米颗粒，为工业化生产提供了可能。
本发明实施例的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本发明实施例的实施而获知。
附图说明
图1为本发明实施例一的低倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜明场图；
图2为本发明实施例一的高倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜明场图；
图3为本发明实施例一的高倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜高角度环形暗场图；
图4为本发明实施例一的单颗珊瑚状铂铜合金纳米颗粒中铜元素分布图；
图5为本发明实施例一的单颗珊瑚状铂铜合金纳米颗粒中铂元素分布图；
图6为本发明实施例一的单颗珊瑚状铂铜合金纳米颗粒中铜铂元素的复合分布图；
图7为本发明实施例一所得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒与铂碳的铂质量活性的循环伏安曲线；
图8为本发明实施例一所得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒与铂碳的铂特殊位点活性的循环伏安曲线；
图9为本发明实施例一所得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒与铂碳循环1500次之后的归一化电流与循环次数折线图；
图10为本发明实施例二低倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜明场图；
图11为本发明实施例三低倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜明场图；
图12为本发明实施例四低倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜明场图；
图13为本发明实施例五低倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜明场图；
图14为本发明实施例六低倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜明场图；
图15为本发明实施例七低倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜明场图；
图16为本发明实施例八低倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜明场图；
图17为本发明实施例九低倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜明场图.
具体实施方式
以下所述是本发明实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明实施例的保护范围。
实施例一
一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤:
(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)溶液，10mmol/L的四氯铂酸钾(K2PtCl4)溶液，1mol/L的硫酸铜(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-抗坏血酸溶液；
(2)将磁力转子，4.4mL超纯水，上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化铵溶液、0.3mL四氯铂酸钾溶液和1μL硫酸铜溶液依次加入到10毫升规格的玻璃小瓶中，并搅拌10min，使得溶液混合均匀，得到混合水溶液；
(3)将上述配制的0.2mLL-抗坏血酸溶液迅速加入到所述混合水溶液中，并水浴加热至60℃，剧烈搅拌2小时；
(4)反应完毕后，将所得溶液用12000rpm转速离心10min后，去除上清液，得到固体产物，在所得固体产物中加入与上清液大致体积的水和乙醇混合溶液(水:乙醇体积比＝1:1)，使用超声清洗仪超声分散溶液10min，再次离心、清洗，重复两次后获得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
将本实施例所得产物进行透射电子显微镜观察，结果如图1～图3所示，其中，图1为低倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜明场图；图2为高倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜明场图；图3为高倍率下珊瑚状铂铜合金纳米颗粒透射电子显微镜高角度环形暗场图。从图中可以看出本实施例制得的铂铜合金纳米颗粒尺寸非常均一，大小约为16nm，颗粒呈现珊瑚状。
通过使用X射线能量色散仪(EDX-Mapping)对本实施例所得单个珊瑚状铂铜合金纳米颗粒进行元素分布分析，结果如图4～图6所示，其中图4为单颗珊瑚状铂铜合金纳米颗粒中铜元素分布图，图5为单颗珊瑚状铂铜合金纳米颗粒中铂元素分布图，图6为单颗珊瑚状铂铜合金纳米颗粒中铜铂元素的复合分布图。从图中可以看出铜铂两种元素都均匀分布在纳米颗粒上，说明在晶体生长的过程中，铜原子和铂原子相互嵌入各自的晶格之中，从而才能从整体上看出两种元素的均匀分布。
对本实施例所获得的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒进行催化甲醇氧化测试。在碱性条件下，测得的催化性能与商业铂碳的对比如图7-9所示，图7为本实施例所得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒与铂碳的铂质量活性的循环伏安曲线，从图7可看出，本实施例所制得的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的催化活性是铂碳的约1.5倍。换算为特殊位点活性时，如图8所示，本实施例所制得的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的催化活性是铂碳的约3倍。图9是两种催化剂循环1500次之后的归一化电流与循环次数折线图，从图9中可以看出在循环1500次之后，本实施例所制得的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒仍然保持约65％的催化活性，而商业化的铂碳仅能保持约25％的催化活性。因此，本实施例所制得的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒相比于商业化铂碳具有很高的催化活性和持久性。
实施例二
一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤:
(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)溶液，10mmol/L的四氯铂酸钾(K2PtCl4)溶液，1mol/L的硫酸铜(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-抗坏血酸溶液；
(2)将磁力转子，3.8mL超纯水，上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化铵、0.6mL四氯铂酸钾溶液和1μL硫酸铜溶液依次加入到10毫升规格的玻璃小瓶中，并搅拌10min，使得溶液混合均匀，得到混合水溶液；
(3)将上述配制的0.4mLL-抗坏血酸溶液迅速加入到所述混合水溶液中，并水浴加热至60℃，剧烈搅拌2小时；
(4)反应完毕后，将所得溶液用12000rpm转速离心10min后，去除上清液，得到固体产物，向所得固体产物中加入与上清液大致体积的水和乙醇的混合溶液(水:乙醇体积比＝1:1)，使用超声清洗仪超声分散溶液10min，再次离心、清洗，重复两次后获得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
将本实施例所得产物进行透射电子显微镜观察，结果如图10所示，当氯铂酸盐与铜盐的摩尔比为6:1时，可获得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒，平均纳米颗粒的尺寸20nm。
实施例三
一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤:
(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)溶液，10mmol/L的四氯铂酸钾(K2PtCl4)溶液，1mol/L的硫酸铜(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-抗坏血酸溶液；
(2)将磁力转子，4.4mL超纯水，上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化铵、0.3mL四氯铂酸钾溶液和3μL硫酸铜溶液依次加入到10毫升规格的玻璃小瓶中，并搅拌10min，使得溶液混合均匀，得到混合水溶液。
(3)将上述配制的0.2mLL-抗坏血酸迅速加入到所述混合水溶液中，并水浴加热至60℃，剧烈搅拌2小时；
(4)反应完毕后，将所得溶液用12000rpm转速离心10min后，去除上清液，得到固体产物，在所得固体产物中加入与上清液大致体积的水和乙醇混合溶液(水:乙醇体积比＝1:1)，使用超声清洗仪超声分散溶液10min，再次离心、清洗，重复三次后获得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
将本实施例所得产物进行透射电子显微镜观察，结果如图11所示，当铂酸盐与铜盐的摩尔比为1:1时，所得产物中既有尺寸约16nm的珊瑚状的铂铜合金纳米颗粒，也有少量颗粒尺寸约为3nm的微小颗粒生成，产物的均一性稍差。实施例四
一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤:
(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)溶液，10mmol/L的四氯铂酸钾(K2PtCl4)溶液，1mol/L的硫酸铜(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-抗坏血酸溶液；
(2)将磁力转子，4.4mL超纯水，上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化铵、0.3mL四氯铂酸钾溶液和1μL硫酸铜溶液依次加入到10毫升规格的玻璃小瓶中，并搅拌10min，使得溶液混合均匀，得到混合水溶液；
(3)将上述配制的0.2mLL-抗坏血酸迅速加入到混合水溶液中，并水浴加热至75℃，剧烈搅拌2小时；
(4)反应完毕后，将所得溶液用12000rpm转速离心10min后，去除上清液，得到固体产物，在所得固体产物中加入与上清液大致体积的水和乙醇混合溶液(水:乙醇体积比＝1:1)，使用超声清洗仪超声分散溶液10min，再次离心、清洗，重复三次后获得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
将本实施例所得产物进行透射电子显微镜观察，结果如图12所示，当反应温度增加至75℃，可获得尺寸约16nm的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
实施例五
一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤:
(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)溶液，10mmol/L的四氯铂酸钾(K2PtCl4)溶液，1mol/L的硫酸铜(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-抗坏血酸溶液；
(2)将磁力转子，4.4mL超纯水，上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化铵、0.3mL四氯铂酸钾溶液和1μL硫酸铜溶液依次加入到10毫升规格的玻璃小瓶中，并搅拌10min，使得溶液混合均匀，得到混合水溶液；
(3)将上述配制的0.2mLL-抗坏血酸迅速加入到混合水溶液中，并水浴加热至90℃，剧烈搅拌2小时；
(4)反应完毕后，将所得溶液用12000rpm转速离心10min后，去除上清液，得到固体产物，在所得固体产物中加入与上清液大致体积的水和乙醇混合溶液(水:乙醇体积比＝1:1)，使用超声清洗仪超声分散溶液10min，再次离心、清洗，重复三次后获得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
将本实施例所得产物进行透射电子显微镜观察，结果如图13所示，当反应温度增加至90℃，反应更加迅速，依然可获得尺寸约16nm的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
实施例六
一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤:
(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)溶液，10mmol/L的四氯铂酸钾(K2PtCl4)溶液，1mol/L的硫酸铜(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-抗坏血酸溶液；
(2)将磁力转子，4.44mL超纯水，上述配制的0.06mL十六烷基三甲基氯化铵、0.3mL四氯铂酸钾溶液和1μL硫酸铜溶液依次加入到10毫升规格的玻璃小瓶中，并搅拌10min，使得溶液混合均匀，得到混合水溶液；
(3)将上述配制的0.2mLL-抗坏血酸迅速加入到混合水溶液中，并水浴加热至60℃，剧烈搅拌2小时；
(4)反应完毕后，将所得溶液用12000rpm转速离心10min后，去除上清液，得到固体产物，在所得固体产物中加入与上清液大致体积的水和乙醇混合溶液(水:乙醇体积比＝1:1)，使用超声清洗仪超声分散溶液10min，再次离心、清洗，重复三次后获得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
将本实施例所得产物进行透射电子显微镜观察，结果如图14所示，当氯铂酸盐与表面活性剂的摩尔比例为1:2时，可获得尺寸约20nm的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒，颗粒之间略微出现团聚现象。
实施例七
一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤:
(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)溶液，10mmol/L的四氯铂酸钾(K2PtCl4)溶液，1mol/L的硫酸铜(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-抗坏血酸溶液；
(2)将磁力转子，4.32mL超纯水，上述配制的0.18mL十六烷基三甲基氯化铵、0.3mL四氯铂酸钾溶液和1μL硫酸铜溶液依次加入到10毫升规格的玻璃小瓶中，并搅拌10min，使得溶液混合均匀，得到混合水溶液；
(3)将上述配制的0.2mLL-抗坏血酸迅速加入到混合水溶液中，并水浴加热至60℃，剧烈搅拌2小时；
(4)反应完毕后，将所得溶液用12000rpm转速离心10min后，去除上清液，得到固体产物，在所得固体产物中加入与上清液大致体积的水和乙醇混合溶液(水:乙醇体积比＝1:1)，使用超声清洗仪超声分散溶液10min，再次离心、清洗，重复三次后获得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
将本实施例所得产物进行透射电子显微镜观察，结果如图15所示，当氯铂酸盐与表面活性剂的摩尔比例为1:6时，可获得尺寸均一，大小约16nm的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
实施例八
一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤:
(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)溶液，10mmol/L的四氯铂酸钾(K2PtCl4)溶液，1mol/L的硫酸铜(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-抗坏血酸溶液；
(2)将磁力转子，4.48mL超纯水，上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化铵溶液、0.3mL四氯铂酸钾溶液和1μL硫酸铜溶液依次加入到10毫升规格的玻璃小瓶中，并搅拌10min，使得溶液混合均匀，得到混合水溶液；
(3)将上述配制的0.12mLL-抗坏血酸溶液迅速加入到所述混合水溶液中，并水浴加热至60℃，剧烈搅拌2小时；
(4)反应完毕后，将所得溶液用12000rpm转速离心10min后，去除上清液，得到固体产物，在所得固体产物中加入与上清液大致体积的水和乙醇混合溶液(水:乙醇体积比＝1:1)，使用超声清洗仪超声分散溶液10min，再次离心、清洗，重复两次后获得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
将本实施例所得产物进行透射电子显微镜观察，结果如图16所示，当氯铂酸盐与还原剂L-抗坏血酸的摩尔比例为1:4时，可获得大小约16-20nm的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
实施例九
一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤:
(1)配制0.1mol/L的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)溶液，10mmol/L的四氯铂酸钾(K2PtCl4)溶液，1mol/L的硫酸铜(CuSO4)溶液和0.1mol/L的L-抗坏血酸溶液；
(2)将磁力转子，4.36mL超纯水，上述配制的0.1mL十六烷基三甲基氯化铵溶液、0.3mL四氯铂酸钾溶液和1μL硫酸铜溶液依次加入到10毫升规格的玻璃小瓶中，并搅拌10min，使得溶液混合均匀，得到混合水溶液；
(3)将上述配制的0.24mLL-抗坏血酸溶液迅速加入到所述混合水溶液中，并水浴加热至60℃，剧烈搅拌2小时；
(4)反应完毕后，将所得溶液用12000rpm转速离心10min后，去除上清液，得到固体产物，在所得固体产物中加入与上清液大致体积的水和乙醇混合溶液(水:乙醇体积比＝1:1)，使用超声清洗仪超声分散溶液10min，再次离心、清洗，重复两次后获得珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
将本实施例所得产物进行透射电子显微镜观察，结果如图17所示，当氯铂酸盐与还原剂L-抗坏血酸的摩尔比例为1:8时，亦可获得大小约16-20nm的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
本发明实施例采用传统的湿化学法，所用试剂均无毒无害，通过使用十六烷基三甲基氯化铵作为表面活性剂或封端剂，即可制得尺寸大小均一、单分散性好的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒，该方法工艺简单易操作，成本低，绿色无污染。尺寸更小均一的纳米颗粒有着更大的比表面积，珊瑚状的结构也使得纳米结构表面有更多的催化活性位点暴露。在催化甲醇氧化实验中，本发明所制得的铂铜纳米颗粒相比于商业化的铂碳催化剂有着更佳的催化性能，更有利于今后贵金属铂与其他非贵金属形成的纳米颗粒的协同催化效应进行深入探究。

Claims (10)

1.一种珊瑚状铂铜合金纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)配制含有氯铂酸盐、可溶性铜盐和表面活性剂的混合水溶液；所述表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵；
(2)向所述混合水溶液中加入还原剂，于60-90℃水浴搅拌反应1～3小时；反应完毕后，将反应后所得溶液离心，去除上清液，得到固体产物，将所述固体产物洗涤后，即得到珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氯铂酸盐为氯铂酸钾、四氯铂酸钾或氯铂酸钠。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性铜盐为硫酸铜或氯化铜。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂为L-抗坏血酸。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合水溶液中，所述氯铂酸盐的浓度为0.2-1.2mol/mL。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合水溶液中，所述氯铂酸盐与所述铜盐的摩尔比为1:1-6:1，所述氯铂酸盐与所述表面活性剂的摩尔比为1:3-1:6。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂与所述氯铂酸盐的摩尔比为2:1-8:1。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述离心的转速为10000～12000rpm，时间为10～20min。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤操作具体为:采用水和乙醇的混合溶液进行清洗。
10.一种如权利要求1-9所述制备方法制备得到的珊瑚状铂铜合金纳米颗粒。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106424754A (zh) * 2016-10-18 2017-02-22 河北工业大学 一种PtCu合金纳米球的制备方法
CN108046341A (zh) * 2018-01-11 2018-05-18 燕山大学 一种中空珊瑚状四氧化三钴纳米粒子的制备方法
CN108311691A (zh) * 2018-02-07 2018-07-24 浙江师范大学 一种无模板溶剂热法合成十二面体PtCu纳米框材料的方法
CN109108303A (zh) * 2018-04-19 2019-01-01 哈尔滨理工大学 一种高分散性Pt-Cu合金纳米颗粒的制备方法
CN111438372A (zh) * 2020-05-12 2020-07-24 中南民族大学 一种珊瑚状Rh纳米颗粒及其合成方法
CN113714507A (zh) * 2021-08-02 2021-11-30 南京师范大学 一种氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚及其制备方法与应用
CN115055672A (zh) * 2022-06-15 2022-09-16 安徽理工大学 一种制备“珊瑚”状金纳米/碳纳米管复合材料的方法
CN115156546A (zh) * 2021-03-19 2022-10-11 北京化工大学 一种单分散PtM合金纳米颗粒或纳米团簇体的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101538736A (zh) * 2008-03-17 2009-09-23 国家纳米科学中心 一种树枝状金纳米材料及其制备方法
EP2140958A2 (de) * 2008-07-04 2010-01-06 Thüringisches Institut Für Textil- Und Kunststoff- Forschung E.V. Verfahren zur Hestellung von Metallnanopartikeldispersionen und Produkte daraus
CN102218544A (zh) * 2011-05-27 2011-10-19 中国科学院理化技术研究所 一种金属纳米颗粒的制备方法及应用
CN103817319A (zh) * 2012-11-19 2014-05-28 中国科学院大连化学物理研究所 一种具有树枝状结构的含铜双金属纳米材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101538736A (zh) * 2008-03-17 2009-09-23 国家纳米科学中心 一种树枝状金纳米材料及其制备方法
EP2140958A2 (de) * 2008-07-04 2010-01-06 Thüringisches Institut Für Textil- Und Kunststoff- Forschung E.V. Verfahren zur Hestellung von Metallnanopartikeldispersionen und Produkte daraus
CN102218544A (zh) * 2011-05-27 2011-10-19 中国科学院理化技术研究所 一种金属纳米颗粒的制备方法及应用
CN103817319A (zh) * 2012-11-19 2014-05-28 中国科学院大连化学物理研究所 一种具有树枝状结构的含铜双金属纳米材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JINTAO ZHANG等: "Dendritic Pt-Cu bimetallic nanocrystals with a high electrocatalytic activity toward methanol oxidation", 《MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS》 *
YING-XIA WANG等: "Exceptional methanol electro-oxidation activity by bimetallic concave and dendritic Pt-Cu nanocrystals catalyst", 《JOURNAL OF POWDER SOURCES》 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106424754A (zh) * 2016-10-18 2017-02-22 河北工业大学 一种PtCu合金纳米球的制备方法
CN108046341A (zh) * 2018-01-11 2018-05-18 燕山大学 一种中空珊瑚状四氧化三钴纳米粒子的制备方法
CN108046341B (zh) * 2018-01-11 2019-09-10 燕山大学 一种中空珊瑚状四氧化三钴纳米粒子的制备方法
CN108311691B (zh) * 2018-02-07 2020-11-03 浙江师范大学 一种无模板溶剂热法合成十二面体PtCu纳米框材料的方法
CN108311691A (zh) * 2018-02-07 2018-07-24 浙江师范大学 一种无模板溶剂热法合成十二面体PtCu纳米框材料的方法
CN109108303A (zh) * 2018-04-19 2019-01-01 哈尔滨理工大学 一种高分散性Pt-Cu合金纳米颗粒的制备方法
CN111438372A (zh) * 2020-05-12 2020-07-24 中南民族大学 一种珊瑚状Rh纳米颗粒及其合成方法
CN111438372B (zh) * 2020-05-12 2022-08-05 中南民族大学 一种珊瑚状Rh纳米颗粒及其合成方法
CN115156546A (zh) * 2021-03-19 2022-10-11 北京化工大学 一种单分散PtM合金纳米颗粒或纳米团簇体的制备方法
CN113714507A (zh) * 2021-08-02 2021-11-30 南京师范大学 一种氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚及其制备方法与应用
CN113714507B (zh) * 2021-08-02 2024-03-05 南京师范大学 一种氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚及其制备方法与应用
CN115055672A (zh) * 2022-06-15 2022-09-16 安徽理工大学 一种制备“珊瑚”状金纳米/碳纳米管复合材料的方法
CN115055672B (zh) * 2022-06-15 2023-10-24 安徽理工大学 一种制备“珊瑚”状金纳米/碳纳米管复合材料的方法

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