CN107335802B - 一种超细铜铂合金纳米线及其制备方法 - Google Patents

一种超细铜铂合金纳米线及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107335802B
CN107335802B CN201710690574.XA CN201710690574A CN107335802B CN 107335802 B CN107335802 B CN 107335802B CN 201710690574 A CN201710690574 A CN 201710690574A CN 107335802 B CN107335802 B CN 107335802B
Authority
CN
China
Prior art keywords
platinum
copper
nano wire
acetylacetone
alloy nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201710690574.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107335802A (zh
Inventor
于永生
高满意
杨薇薇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201710690574.XA priority Critical patent/CN107335802B/zh
Publication of CN107335802A publication Critical patent/CN107335802A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107335802B publication Critical patent/CN107335802B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054—Nanosized particles
    • B22F1/0547—Nanofibres or nanotubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

一种超细铜铂合金纳米线及其制备方法，本发明涉及铂基合金及其制备方法。它是要解决现有的铂基合金纳米颗粒形状有限的技术问题。本发明的超细铜铂合金纳米线的直径为3nm～5nm，长度为1.5μm～3μm。其制备方法：一、配制含有乙酰丙酮铂、六羰基钼和CTAC的铂油胺溶液；再配制含乙酰丙酮铜的铜油胺溶液；二、将铂油胺溶液升温至155～170℃反应，然后加入铜油胺溶液，再升温至210～230℃反应，冷却至室温；三、洗涤，离心分离后，得到超细铜铂合金纳米线。本发明的纳米线的纵横比达到300～1000，可用作燃料电池、传感器、石油化工和汽车工业等领域的催化剂。

Description

一种超细铜铂合金纳米线及其制备方法
技术领域
本发明涉及铂基合金及其制备方法。
技术背景
铂基纳米材料在燃料电池、传感器、石油化工和汽车工业等方面表现出良好的催化活性，因而受到人们广泛的关注。然而铂元素的实际存储量很低、使用成本非常高。故而，降低成本、提高反应效率成为了铂基纳米材料的研究重点。科学家们通过引入非贵金属制备铂基合金催化剂在降低铂的用量的同时，提高了催化活性和稳定性。
为了进一步提高催化活性，科学家对可控形成大量不同尺寸、形状、结构和组成的铂基合金催化剂进行了广泛的研究。到目前为止，已经明确制备的铂基合金纳米颗粒有球形、立方体形、八面体形等，由于颗粒形状、结构不同，催化剂的性能能也不同，比如持久性和热力学稳定性等，目前尚无纳米线状铂基纳米材料的报道。
发明内容
本发明是要解决现有的铂基合金纳米颗粒形状有限的技术问题，而提供一种超细铜铂合金纳米线及其制备方法。
本发明的超细铜铂合金纳米线的直径为3nm～5nm，长度为1.5μm～3μm。
该超细铜铂合金纳米线可以通过改变前驱体的用量得到不同铜铂比例的超细铜铂纳米线，且这些不同铜铂比例的超细铜铂纳米线具有相同的形貌和结构。
本发明的超细铜铂合金纳米线的制备方法，按以下步骤进行：
一、按乙酰丙酮铂、六羰基钼和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)的质量比为1：(0.25～0.75)：(1.5～2)称取乙酰丙酮铂、六羰基钼和CTAC并溶解在油胺中，得到铂油胺溶液；将乙酰丙酮铜溶解在油胺中，得到铜油胺溶液；其中乙酰丙酮铂与乙酰丙酮铜的物质的量的比为1：(0.3～3)；
二、在氮气保护下，将铂油胺溶液以4～8℃/min的升温速率升温至155～170℃并保温1～1.5h，然后在搅拌条件下，逐滴滴加铜油胺溶液，滴加完毕后，以4～8℃/min的升温速率升温至210～230℃保温2～4h，在氮气保护下自然冷却至室温；
三、反应产物用正己烷与乙醇按体积比为1：(3～5)的混合液洗涤，离心分离后，得到超细铜铂合金纳米线。
本发明采用有机热法液相合成一维超细的铜铂合金纳米线，纳米线的纵横比达到300～1000；通过改变六羰基钼的用量改变铜铂纳米线的长度。本发明制备的铜铂合金纳米线的纯度高，晶型好，且可控，重现性较佳，同时该材料有效的提高材料的比表面积，从而增加了材料的活性位点，因此有助于提高材料的性能。该材料在燃料电池、传感器、石油化工和汽车工业等方面表现出优秀的催化活性，具有潜在的应用价值。
本发明的制备方法具有工艺过程简单、经济成本低等优点，易于工业化生产。
附图说明
图1为实施例1制备的铜铂合金纳米线的低倍TEM照片；
图2为实施例1制备的铜铂合金纳米线的高倍TEM照片；
图3为实施例1制备的铜铂合金纳米线的XRD谱图；
图4为实施例2制备的铜铂合金纳米线的TEM照片。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的超细铜铂合金纳米线的直径为3nm～5nm，长度为1.5μm～3μm。
具体实施方式二：具体实施方式一所述的超细铜铂合金纳米线的制备方法，按以下步骤进行：
一、按乙酰丙酮铂、六羰基钼和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)的质量比为1：(0.25～0.75)：(1.5～2)称取乙酰丙酮铂、六羰基钼和CTAC并溶解在油胺中，得到铂油胺溶液；将乙酰丙酮铜溶解在油胺中，得到铜油胺溶液；其中乙酰丙酮铂与乙酰丙酮铜的物质的量的比为1：(0.3～3)；
二、在氮气保护下，将铂油胺溶液以4～8℃/min的升温速率升温至155～170℃并保温1～1.5h，然后在搅拌条件下，逐滴滴加铜油胺溶液，滴加完毕后，以4～8℃/min的升温速率升温至210～230℃保温2～4h，在氮气保护下自然冷却至室温；
三、反应产物用正己烷与乙醇按体积比为1：(3～5)的混合液洗涤，离心分离后，得到超细铜铂合金纳米线。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是步骤一中所述的乙酰丙酮铂、六羰基钼和CTAC(十六烷基三甲基氯化铵)的质量比为1：0.5：1.8。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三不同的是：步骤一中所述的乙酰丙酮铂与乙酰丙酮铜的物质的量的比为2:1。其它与具体实施方式二或三相同。
在本实施方式的条件下，所得到的超细铜铂合金纳米线的直径为3nm～4nm，长度为1.5μm-3μm，纵横比达到300-1000。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是：步骤一中所述的步骤一中所述的乙酰丙酮铂与乙酰丙酮铜的物质的量的比为1:1。其它与具体实施方式二至四之一相同。
在本实施方式的条件下，所得到的超细铜铂合金纳米线的直径为4nm～5nm，长度为1.5μm-3μm，纵横比达到300-700。
通过以下实施例验证本发明的效果：
实施例1：本实施例的超细铜铂合金纳米线的成分为Cu50％/Pt50％，其具体制备方法是按以下进行的：
一、将20mg乙酰丙酮铂、10mg六羰基钼、32mg CTAC和8ml油胺加入四口瓶中，将封闭后的四口瓶放在超声机中超声30min使前驱体分散均匀，得到铂油胺溶液；另取一个烧杯，将13mg乙酰丙酮铜溶解在2ml油胺中，得到铜油胺溶液；
二、在室温条件下，向四口瓶中通入氮气40min以排除四口瓶中空气，在氮气保护下，将四口瓶中的铂油胺溶液以6℃/min的升温速率升温至160℃并保温1h，然后在搅拌条件下，逐滴滴加铜油胺溶液，滴加完毕后，再以6℃/min的升温速率升温至220℃保温2h，最后在氮气保护下自然冷却至室温；
三、反应产物用正己烷与乙醇按体积比为1：5的混合液洗涤，离心分离后，得到超细铜铂合金纳米线。
本实施例1制备的铜铂合金纳米线的低倍TEM照片如图1所示，从图1可以看出，所制得的材料为超细的一维线状结构，长度、粗细均一。
本实施例1制备的铜铂合金纳米线的高倍TEM照片如图2所示，从图2可以看出，超细的铜铂纳米线直径约为4nm～5nm，并有竹节状突起。
本实施例1制备的铜铂合金纳米线的的XRD谱图如图3所示，从图3可以看出，图中的几个主要衍射峰与铜铂合金的标准数据库相一致，证明得到的产物为纯净的铜铂合金单相。
实施例2：本实施例的超细铜铂合金纳米线的成分为Cu30％/Pt70％，其具体制备方法是按以下进行的：
一、将20mg乙酰丙酮铂、10mg六羰基钼、32mg CTAC和8ml油胺加入四口瓶中，将封闭后的四口瓶放在超声机中超声30min使前驱体分散均匀，得到铂油胺溶液；另取一个烧杯，将5.7mg乙酰丙酮铜溶解在2ml油胺中，得到铜油胺溶液；
二、在室温条件下，向四口瓶中通入氮气40min以排除四口瓶中空气，在氮气保护下，将四口瓶中的铂油胺溶液以6℃/min的升温速率升温至160℃并保温1h，然后在搅拌条件下，逐滴滴加铜油胺溶液，滴加完毕后，再以6℃/min的升温速率升温至220℃保温2h，最后在氮气保护下自然冷却至室温；
三、反应产物用正己烷与乙醇按体积比为1：5的混合液洗涤，离心分离后，得到超细铜铂合金纳米线。
本实施例2制备的铜铂合金纳米线的TEM照片如图4所示，从图4可以看出，所制得的材料为超细的一维线状结构，长度、粗细均一。超细的铜铂纳米线直径约为4nm～5nm，并有竹节状突起。

Claims (5)

1.一种超细铜铂合金纳米线，其特征在于该铜铂合金纳米线的直径为3nm～5nm，长度为1.5μm～3μm。
2.制备权利要求1所述的一种超细铜铂合金纳米线的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、按乙酰丙酮铂、六羰基钼和十六烷基三甲基氯化铵的质量比为1：(0.25～0.75)：(1.5～2)称取乙酰丙酮铂、六羰基钼和十六烷基三甲基氯化铵并溶解在油胺中，得到铂油胺溶液；将乙酰丙酮铜溶解在油胺中，得到铜油胺溶液；其中乙酰丙酮铂与乙酰丙酮铜的物质的量的比为1：(0.3～3)；
二、在氮气保护下，将铂油胺溶液以4～8℃/min的升温速率升温至155～170℃并保温1～1.5h，然后在搅拌条件下，逐滴滴加铜油胺溶液，滴加完毕后，以4～8℃/min的升温速率升温至210～230℃保温2～4h，在氮气保护下自然冷却至室温；
三、反应产物用正己烷与乙醇按体积比为1：(3～5)的混合液洗涤，离心分离后，得到超细铜铂合金纳米线。
3.根据权利要求2所述的一种超细铜铂合金纳米线的制备方法，其特征在于步骤一中所述的乙酰丙酮铂、六羰基钼和CTAC(十六烷基三甲基氯化铵)的质量比为1：0.5：1.8。
4.根据权利要求2或3所述的一种超细铜铂合金纳米线的制备方法，其特征在于步骤一中所述的乙酰丙酮铂与乙酰丙酮铜的物质的量的比为2:1。
5.根据权利要求2或3所述的一种超细铜铂合金纳米线的制备方法，其特征在于步骤一中所述的步骤一中所述的乙酰丙酮铂与乙酰丙酮铜的物质的量的比为1:1。
CN201710690574.XA 2017-08-14 2017-08-14 一种超细铜铂合金纳米线及其制备方法 Expired - Fee Related CN107335802B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710690574.XA CN107335802B (zh) 2017-08-14 2017-08-14 一种超细铜铂合金纳米线及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710690574.XA CN107335802B (zh) 2017-08-14 2017-08-14 一种超细铜铂合金纳米线及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107335802A CN107335802A (zh) 2017-11-10
CN107335802B true CN107335802B (zh) 2019-04-26

Family

ID=60216934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710690574.XA Expired - Fee Related CN107335802B (zh) 2017-08-14 2017-08-14 一种超细铜铂合金纳米线及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107335802B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111224117A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 中国科学院大连化学物理研究所 一种纳米线结构Pt合金催化剂及其制备方法与应用
CN110449596A (zh) * 2019-09-05 2019-11-15 广东工业大学 一种铂基双金属纳米线及其制备方法和应用
CN110635142B (zh) * 2019-10-11 2021-08-31 燕山大学 一种铂铑钇纳米线及其制备方法和应用
CN111068713A (zh) * 2019-12-03 2020-04-28 华侨大学 一种多金属一维纳米材料、制备方法及催化剂
CN111293322B (zh) * 2020-02-24 2021-06-08 北京化工大学 一种燃料电池用碳载八面体形貌铂铜钼三元合金催化剂及其制备方法
CN113333734A (zh) * 2021-04-30 2021-09-03 西安交通大学 一种从溶液中分离金属纳米颗粒及纳米合金的方法
CN114150342B (zh) * 2021-11-30 2023-06-13 西安交通大学 一种超细铂基合金纳米线、制备方法及应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104493195A (zh) * 2014-12-05 2015-04-08 北京化工大学 一种非晶态铜铂合金纳米管及其制备方法
CN105618784A (zh) * 2016-01-08 2016-06-01 浙江大学 一种枝状的铜钯纳米晶合金的制备方法及其产物
CN105675693A (zh) * 2016-01-13 2016-06-15 天津大学 Pt纳米颗粒修饰的Cu纳米线阵列电极的制备方法及在无酶葡萄糖传感器的应用
CN106362767A (zh) * 2016-08-04 2017-02-01 浙江理工大学 一种纳米尺寸铂铜合金电解水催化材料
CN106378153A (zh) * 2016-11-14 2017-02-08 河北工业大学 一种Pt‑Cu线状纳米催化剂的制备方法
CN106925771A (zh) * 2017-03-14 2017-07-07 中国科学技术大学先进技术研究院 超细PtRh纳米线及其催化剂制备方法、应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7335245B2 (en) * 2004-04-22 2008-02-26 Honda Motor Co., Ltd. Metal and alloy nanoparticles and synthesis methods thereof
US7547347B2 (en) * 2005-05-13 2009-06-16 University Of Rochester Synthesis of nano-materials in ionic liquids

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104493195A (zh) * 2014-12-05 2015-04-08 北京化工大学 一种非晶态铜铂合金纳米管及其制备方法
CN105618784A (zh) * 2016-01-08 2016-06-01 浙江大学 一种枝状的铜钯纳米晶合金的制备方法及其产物
CN105675693A (zh) * 2016-01-13 2016-06-15 天津大学 Pt纳米颗粒修饰的Cu纳米线阵列电极的制备方法及在无酶葡萄糖传感器的应用
CN106362767A (zh) * 2016-08-04 2017-02-01 浙江理工大学 一种纳米尺寸铂铜合金电解水催化材料
CN106378153A (zh) * 2016-11-14 2017-02-08 河北工业大学 一种Pt‑Cu线状纳米催化剂的制备方法
CN106925771A (zh) * 2017-03-14 2017-07-07 中国科学技术大学先进技术研究院 超细PtRh纳米线及其催化剂制备方法、应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN107335802A (zh) 2017-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107335802B (zh) 一种超细铜铂合金纳米线及其制备方法
US10913052B1 (en) Supported bimetallic core-shell structure catalyst and its preparation method
CN102140691B (zh) 一种采用水热法合成钒酸锌微/纳米线材料的方法
Niu et al. Shaping gold nanocrystals in dimethyl sulfoxide: toward trapezohedral and bipyramidal nanocrystals enclosed by {311} facets
Wang et al. Synthesis of ZnO nanoparticles from microemulsions in a flow type microreactor
Ma et al. Remodeling nanodroplets into hierarchical mesoporous silica nanoreactors with multiple chambers
Yang et al. Microwave hydrothermal disassembly for evolution from CuO dendrites to nanosheets and their applications in catalysis and photo-catalysis
CN105127441B (zh) 一种铂纳米微晶分散体系的制备方法
CN104689820B (zh) 具有柱状结构的钴基双金属催化剂及其制法和应用
Yang et al. Facile one-pot approach to the synthesis of spherical mesoporous silica nanoflowers with hierarchical pore structure
CN108355661A (zh) 一种线状Cu-Ni合金纳米晶及其合成方法
Zhu et al. Self-assembled 3D microflowery In (OH) 3 architecture and its conversion to In2O3
Li et al. Hydrothermal synthesis of porous copper microspheres towards efficient 4-nitrophenol reduction
Shen et al. Anisotropic growth of one-dimensional silver rod− needle and plate− belt heteronanostructures induced by twins and hcp phase
Luo et al. Thermal decompositions and heat capacities study of a co-based zeolitic imidazolate framework
Liu et al. Manipulating of Crystal Morphology and Polymorph by Crystallization in Microemulsions
De Los Santos Valladares et al. Preparation and crystallization of hollow α-Fe2O3 microspheres following the gas-bubble template method
Czaja et al. Microstructure and catalytic activity for selective hydrogenation of phenylacetylene of intermetallic Ni70Ga30, Ni70In30, and Ni70Sn30 melt-spun alloys
Sun et al. Solvothermal synthesis and characterization of porous zinc hydroxystannate microspheres
Zhang et al. Facile synthesis of antimony selenide with lamellar nanostructures and their efficient catalysis for the hydrogenation of p-nitrophenol
Wu et al. Formation of uniform flowerlike patterns of NiS by macrocycle polyamine assisted solution-phase route
JP2002317215A (ja) 金属微粒子の製造方法
CN104475107A (zh) 用于芳香环加氢的双金属海胆型催化剂及其制法和应用
Dai et al. Preparation and characterization of fine silver powder with colloidal emulsion aphrons
Zhao et al. Single metal of silver nanoparticles in the microemulsion for recyclable catalysis of 4-nitrophenol reduction

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190426

Termination date: 20210814