CN107442111B

CN107442111B - 碳包覆金属纳米立方体材料及其制备方法

Info

Publication number: CN107442111B
Application number: CN201610367943.7A
Authority: CN
Inventors: 陈卫; 张春媚
Original assignee: Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2020-04-07
Anticipated expiration: 2036-05-30
Also published as: CN107442111A

Abstract

本发明提供了碳包覆金属纳米立方体材料及其制备方法，包括：S1)将金属纳米立方体与有机硅酸酯在醇溶剂中混合，然后再与碱性溶液混合反应，再加入苯酚类化合物与醛类化合物混合反应后，煅烧，得到碳球；S2)将所述碳球用HF溶液或热碱液腐蚀，得到碳包覆金属纳米立方体材料。与现有技术相比，本发明通过在溶液中一步法在金属纳米立方体表面包覆二氧化硅与酚醛树脂，再通过煅烧，得到包覆二氧化硅与碳层的金属纳米立方体，最后利用酸溶液将碳层内部的二氧化硅腐蚀去除，该方法简单易行，且空心碳球外壳厚度可控，并且得到的碳包覆金属纳米立方体材料具有丰富的介孔结构，可提供快速的电子传导、抑制金属纳米立方体的团聚，增强了其稳定性。

Description

碳包覆金属纳米立方体材料及其制备方法

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，尤其涉及碳包覆金属纳米立方体材料及其制备方法。

背景技术

铂钯合金与其他合金相比，具有独特的优势。首先，铂钯合金的抗腐蚀能力较强，稳定性比其它合金要高。其次，铂和钯晶格常数非常相似(不匹配度均为0.77％)，均为面心立方结构。钯在铂钯合金形成过程中会影响铂的电子结构形成铂钯键，该铂钯键会增加铂表面氧气的吸附量，提高氧还原性能。再次，铂钯之间的协同效应会使合金催化效果较单金属表现出更好的性能。

随着纳米技术的发展，合成特殊形状的PtPd合金受到研究人员的广泛研究。PtPd立方体作为特殊形貌PtPd合金(PtPd核壳结构、PtPd四面体、PtPd纳米线、PtPd枝晶、PtPd异质结等)中的一员，表现出了优良的电化学性能，但是其易团聚，稳定性差仍然是制约其发展的关键点。目前，PtPd立方体已经分散在石墨烯、碳纳米管、石墨烯纳米带等碳材料表面，形成新的复合材料以提高材料的性能，增强材料的稳定性。但目前为止仍没有PtPd立方体分散在空心碳球内部的研究。

空心碳球在燃料电池、锂离子电池、电容器、吸附剂、催化剂载体等领域的应用具有较大潜力。空心碳球的空腔可以作为纳米反应器，而外面碳壳可以提供可控的传质路径。对于PtPd立方体包覆空心碳球，空心碳球还可以有效地保护内部PtPd金属防止其团聚和损失。目前，已经有许多合成空心碳球的方法，如：软模板法，硬模板法，气相沉积(CVD)法，微波法，

法等。改进的

法是利用传统的合成硅球的

法合成多孔碳球和中空多孔碳球的一种方法。正硅酸乙酯(TEOS)水解合成硅球的过程与聚合物水解合成酚醛树脂的过程类似，因此可以通过该方法合成酚醛树脂球。该方法可以一步合成硅球包覆酚醛树脂球，合成具有规则形状的空心碳球。相对于其他方法操作简单且步骤可控。已有报道利用改进的

法合成了Au@C，Ag@C的核壳结构，但是获得的碳球尺寸偏大且碳层均较厚(＞10nm)不利于电化学的传质过程。因此进一步改进

法可以有效地控制合成空心介孔薄层碳球。一般改进的

法都要将包覆酚醛树脂的微球在100℃固化一天时间，固化是进一步合成酚醛树脂壳层。这一步骤会增加碳层的厚度，给传质带来阻力。为了得到更薄碳层可以省去固化步骤直接进行烧结，但烧结的温度会影响薄层碳层的厚度和规整度。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供碳包覆金属纳米立方体材料及其制备方法，该方法制备的碳包覆金属纳米立方体材料的空心碳球外壳厚度可控。

本发明提供了一种碳包覆金属纳米立方体材料，包括空心介孔碳球与包裹在其中的金属纳米立方体。

优选的，所述碳包覆金属纳米立方体材料的粒径为50～100nm。

优选的，所述空心介孔碳球的碳层厚度为1～10nm。

本发明还提供了一种碳包覆金属纳米立方体材料的制备方法，包括：

S1)将金属纳米立方体与有机硅酸酯在醇溶剂中混合，然后再与碱性溶液混合反应，再加入苯酚类化合物与醛类化合物混合反应后，煅烧，得到碳球；

S2)将所述碳球用HF溶液或热碱液腐蚀，得到碳包覆金属纳米立方体材料。

优选的，所述金属纳米立方体为铂-钯立方体。

优选的，所述铂-钯立方体按照以下方法进行制备：

将铂的前驱体、钯的前驱体、形貌控制剂、保护剂与酰胺类化合物混合加热进行水热反应，得到铂-钯立方体。

优选的，所述步骤S1)具体为：

将金属纳米立方体与有机硅酸酯在醇溶剂中混合，然后加至醇溶剂、水与氨水的混合溶液中搅拌反应，再加入苯酚类化合物与醛类化合物混合反应后，煅烧，得到碳球。

优选的，所述步骤S1)中煅烧的温度为600℃～900℃；煅烧的时间为0.5～2h。

优选的，所述步骤S1)中煅烧的升温速率为1～5℃/min。

优选的，所述步骤S1)中金属纳米立方体与有机硅酸酯的质量比为1：(70～100)。

本发明提供了一种碳包覆金属纳米立方体材料的制备方法，包括：S1)将金属纳米立方体与有机硅酸酯在醇溶剂中混合，然后再与碱性溶液混合反应，再加入苯酚类化合物与醛类化合物混合反应后，煅烧，得到碳球；S2)将所述碳球用HF溶液或热碱液腐蚀，得到碳包覆金属纳米立方体材料。与现有技术相比，本发明通过在溶液中一步法在金属纳米立方体表面包覆二氧化硅与酚醛树脂，再通过煅烧，得到包覆二氧化硅与碳层的金属纳米立方体，最后利用酸溶液将碳层内部的二氧化硅腐蚀去除，得到碳包覆金属纳米立方体材料，该方法简单易行，且空心碳球外壳厚度可控，并且得到的碳包覆金属纳米立方体材料具有丰富的介孔结构，可提供快速的电子传导、抑制金属纳米立方体的团聚，增强了其稳定性。

由实验可知，本发明制备得到的碳包覆金属纳米立方体材料的碳层厚度仅为3.78nm。

附图说明

图1为本发明实施例1中碳包覆金属纳米立方体材料的制备流程示意图；

图2为本发明实施例1中得到的碳包覆金属纳米立方体材料的X射线衍射图谱；

图3为本发明实施例1中得到的碳包覆金属纳米立方体材料的透射电镜照片；

图4为本发明实施例1中得到的碳包覆金属纳米立方体材料的孔径分布图；

图5为本发明实施例1～4中得到的碳包覆金属纳米立方体材料的循环伏安图；

图6为本发明实施例1～4中得到的碳包覆金属纳米立方体材料的线性扫描图；

图7为本发明实施例1中得到的碳包覆金属纳米立方体材料的稳定性曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

所述碳包覆金属纳米立方体材料的粒径优选为50～100nm，更优选为60～90nm，再优选为70～90nm，再优选为75～85nm，最优选为80nm；所述空心介孔碳球的碳层厚度为1～10nm，更优选为3～9nm，再优选为3.5～7nm，最优选为3.78～7nm；在本发明提供的一些实施例中，所述空心介孔碳球的碳层厚度优选为3.78nm；在本发明提供的一些实施例中，所述空心介孔碳球的碳层厚度优选为8.39nm；在本发明提供的一些实施例中，所述空心介孔碳球的碳层厚度优选为6.79nm；在本发明提供的另一些实施例中，所述空心介孔碳球的碳层厚度优选为4.17nm。

在空心介孔碳球的内部包裹有金属纳米立方体；所述金属纳米立方体为本领域技术人员熟知的金属纳米立方体即可，并无特殊的限制，本发明中优选为铂-钯立方体。

本发明还提供了一种上述碳包覆金属纳米立方体材料的制备方法，包括：

本发明通过在溶液中一步法在金属纳米立方体表面包覆二氧化硅与酚醛树脂，再通过煅烧，得到包覆二氧化硅与碳层的金属纳米立方体，最后利用酸溶液将碳层内部的二氧化硅腐蚀去除，得到碳包覆金属纳米立方体材料，该方法简单易行，且空心碳球外壳厚度可控，并且得到的碳包覆金属纳米立方体材料具有丰富的介孔结构，可提供快速的电子传导、抑制金属纳米立方体的团聚，增强了其稳定性。

其中，本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售或自制均可，在本发明中，所述金属纳米立方体优选为铂-钯立方体，更优选按照以下方法进行制备：将铂的前驱体、钯的前驱体、形貌控制剂、保护剂与酰胺类化合物混合加热进行水热反应，得到铂-钯立方体。

所述铂的前驱体为本领域技术人员熟知的包含铂元素的化合物即可，并无特殊的限制，本发明中优选为以K₂PtCl₄、H₂PtCl₄、Pt(acac)₂(乙酰丙酮铂)与PtCl₂中的一种或多种作为铂的前驱体，更优选为以K₂PtCl₄作为铂的前驱体；所述钯的前驱体为本领域技术人员熟知的包含钯元素的化合物即可，并无特殊的限制，本发明中优选以Na₂PdCl₄、H₂PdCl₄、Pd(NO₃)₂、PdCl₂与Pd(acac)₂(乙酰丙酮钯)中的一种或多种作为钯的前驱体，更优选以Na₂PdCl₄作为钯的前驱体；所述形貌控制剂为本领域技术人员熟知的形貌控制剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为碘盐或溴盐，更优选为NaI或NaBr；所述保护剂为本领域技术人员熟知的保护剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选以聚乙烯吡咯烷酮、CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)与CTAC(十六烷基三甲基氯化铵)中的一种或多种作为保护剂，更优选以聚乙烯吡咯烷酮作为保护剂；所述酰胺类化合物优选为二甲基甲酰胺。

在本发明中，优选先将铂的前驱体与钯的前驱体混合，更优选将铂的前驱体的水溶液与钯的前驱体的水溶液混合，然后再加入形貌控制剂、聚乙烯吡咯烷酮与酰胺类化合物混合；所述混合优选采用超声进行；所述铂的前驱体与钯的前驱体的摩尔比优选为1：(0.8～1.5)，，更优选为1：(0.8～1.2)，再优选为1：(1～1.2)，最优选为1：1；所述形貌控制剂与铂的前驱体的质量比优选为(6～9)：1，更优选为(8～9)：1，最优选为9：1；所述保护剂与铂的前驱体的质量比优选为(15～20)：1，更优选为(17～19)：1，再优选为19：1；所述酰胺类化合物与铂的前驱体的质量比优选为(500～2000)：1，更优选为(800～1500):1，再优选为(900～1200)：1，最优选为1100：1。在此反应中，酰胺类化合物同时作为溶剂与还原剂。

混合后，加热进行水热反应；所述反应的温度优选为110℃～150℃，更优选为120℃～140℃，最优选为130℃；所述反应的时间优选为2～10h，更优选为2～8h，再优选为4～6h，最优选为4.5～5.5h；在本发明提供的一些实施例中，所述反应的时间优选为5h。

水热反应后，优选冷却至室温，加入沉淀剂进行离心、水洗、醇溶剂洗涤后，得到金属纳米立方体；其中，所述沉淀剂优选为丙酮；所述醇溶剂优选为乙醇；得到的金属纳米立方体优选分散在醇溶剂与水的混合溶液中；所述醇溶剂与水的体积比优选为1：(1～2)，更优选为1：(1～1.5)，最优选为1:1。

将金属纳米立方体与有机硅酸酯在醇溶剂中混合，其中，所述有机硅酸酯为本领域技术人员熟知的有机硅酸酯即可，并无特殊的限制，本发明中优选为正硅酸乙酯或APTMS(3-氨丙基三甲氧基硅氧烷)，更优选为正硅酸乙酯；所述醇溶剂为本领域技术人员熟知的醇溶剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为乙醇；所述金属纳米立方体与有机硅酸酯的质量比优选为1：(70～100)，更优选为1：(80～100)：1，再优选为(80～95)：1，最优选为1：88。在本发明中，此步骤优选按照以下方法进行：将金属纳米立方体与醇溶剂混合超声，然后加入有机硅酸酯再进行超声，以使金属纳米立方体与有机硅酸酯都均匀地分散在溶液中。

混合后，再与碱性溶液混合；所述碱性溶液为本领域技术人员熟知的碱性溶液即可，并无特殊的限制，本发明中优选为氨水的醇溶液，更优选为水、醇溶剂与氨水的混合溶液；所述水、醇溶剂与氨水的体积比优选为3:25:1；在本发明中优选将金属纳米立方体与正硅酸乙酯的混合溶液加至醇溶剂、水与氨水的混合溶液中搅拌反应；所述反应的时间优选为0.5～2h，更优选为0.5～1.5h，最优选为1h；通过此反应在金属纳米立方体表面包覆了二氧化硅，各样品的比例固定才能形成粒径较小的均匀分散的粒子。

再在上述反应溶液中加入苯酚类化合物与醛类化合物混合反应；其中所述苯酚类化合物为本领域技术人员熟知的苯酚类化合物即可，并无特殊的限制，本发明中优选为间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚与氨基苯酚中的一种或多种，更优选为间苯二酚；所述醛类化合物为本领域技术人员熟知的醛类化合物即可，并无特殊的限制，本发明中优选为甲醛；所述苯酚类化合物与金属纳米立方体的质量比优选为(1～2)：1，更优选为(1.5～2)：1，再优选为(1.7～2)：1，最优选为1.8：1；所述苯酚类化合物与醛类化合物的质量比优选为(1～2)：1，更优选为(1.5～2)：1，再优选为(1.7～2)：1，最优选为1.9：1；所述混合反应优选在室温条件下进行；所述混合反应的时间优选为15～30h，更优选为18～28h，再优选为20～28h，再优选为22～26h，最优选为24～26h；在本发明提供的一些实施例中，所述混合反应的时间优选为24h。混合反应后，二氧化硅表面包覆一薄层酚醛树脂高分子膜。

混合反应后，进行煅烧；所述煅烧优选在惰性保护气氛中进行；所述保护气氛为本领域技术人员熟知的惰性保护气氛即可，并无特殊的限制，本发明中优选为氮气；所述煅烧的温度优选为600℃～900℃，更优选为700℃～900℃；在本发明提供的一些实施例中，所述煅烧的温度优选为600℃；在本发明提供的一些实施例中，所述煅烧的温度优选为700℃；在本发明提供的一些实施例中，所述煅烧的温度优选为800℃；在本发明提供的另一些实施例中，所述煅烧的温度优选为900℃；所述煅烧的时间优选为0.5～2h，更优选为0.8～1.5h，再优选为0.9～1.2h，最优选为1h；所述煅烧的升温速率优选为1～5℃/min，更优选为2～4℃/min，再优选为3℃/min。通过煅烧，得到不同碳层厚度的碳球。

本发明中优选用HF溶液腐蚀碳球；所述HF溶液的质量浓度优选为0.01～0.1g/ml，更优选为0.05～0.08g/ml，最优选为0.075g/ml。通过酸溶液腐蚀去除碳层与金属纳米立方体之间的二氧化硅层。

腐蚀后，优选经离心、洗涤、烘干后，得到碳包覆金属纳米立方体材料。

本发明进一步改进了

法省去了固化步骤缩短了反应的时间，使操作简单可控，获得了粒径为86nm左右的碳包覆金属纳米立方体材料，同时省去了固化步骤也可有效降低碳层的厚度，从而有利于电化学传质过程，为其提供更多的通道和活性位点，也可有效防止内部金属纳米立方体的团聚，减少在电化学过程中的损失；并且，金属纳米立方体被包覆在二氧化硅层内部，在煅烧过程中可有效地被保护，去除表面保护剂也可防止其团聚；不同的煅烧温度下获得了不同碳层厚度的碳球，碳层越厚电化学性能越差，内部金属的性质被掩盖；另外，采用本发明制备方法得到的碳包覆金属纳米立方体材料在水溶液中具有很好的分散性，电化学测试中具有很好的稳定性。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的碳包覆金属纳米立方体材料及其制备方法进行详细描述。

以下实施例中所用的试剂均为市售。

实施例1

1.1合成PtPd立方体。将1ml浓度为20mmol/l的K₂PtCl₄溶液和1ml浓度为20mmol/l的Na₂PdCl₄溶液加入25ml聚四氟乙烯内衬中，然后加入0.075g NaI，0.16g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和10ml二甲基甲酰胺(DMF)溶液。混合溶液超声半小时，将内衬加入反应釜中在130℃下反应5h。待冷却至室温，样品在10000rpm转速下离心(丙酮作为沉淀剂)、洗涤后分散在1ml水和乙醇(1:1)的混合溶液中待用。

1.2合成碳包覆金属纳米立方体材料。0.5mlPtPd溶液加入到7.5ml乙醇溶液中，超声10min。0.1ml正硅酸乙酯(TEOS)加入上述溶液中超声10min。混合溶液加入放有5ml乙醇、1.5ml水和0.5ml氨水的50ml圆底烧瓶内，室温搅拌1h。然后，0.025g间苯二酚和0.035ml甲醛加入上述溶液中搅拌24h。反应结束后，10000rpm转速下离心、水和无水乙醇洗涤三次后干燥样品。将干燥后样品在800℃下，N₂氛围，升温速率为3℃/min下煅烧1h，得到的薄层碳球。用HF酸溶液腐蚀SiO₂，得到样品在10000rpm转速下离心，用水和无水乙醇洗涤三次后烘干，得到碳包覆金属纳米立方体材料，壳层厚度为3.78nm。

图1为实施例1中碳包覆金属纳米立方体材料的制备流程示意图。

利用X射线衍射对实施例1中得到的碳包覆金属纳米立方体材料进行分析，得到其X射线衍射图谱，如图2所示。

利用透射电子显微镜对实施例1中得到的碳包覆金属纳米立方体材料进行分析，得到其透射电镜照片，如图3所示。

利用氮气吸附法对实施例1中得到的碳包覆金属纳米立方体材料进行分析，得到其孔径分布图，如图4所示。

利用电化学工作站标准三电极系统对实施例1中得到的碳包覆金属纳米立方体材料进行分析，得到其循环伏安图，如图5所示。

利用电化学工作站旋转圆盘电极对实施例1中得到的碳包覆金属纳米立方体材料进行分析，得到其线性扫描图，如图6所示。

利用电化学工作站加速稳定性测试对实施例1中得到的碳包覆金属纳米立方体材料进行分析，得到其稳定性曲线图，如图7所示。

实施例2

2.1合成PtPd立方体。将1ml浓度为20mmol/l的K₂PtCl₄溶液和1ml浓度为20mmol/l的Na₂PdCl₄溶液加入25ml聚四氟乙烯内衬中，然后加入0.075g NaI，0.16g PVP和10ml二甲基甲酰胺(DMF)溶液。混合溶液超声半小时，将内衬加入反应釜中在130℃下反应5h。待冷却至室温，样品在10000rpm转速下离心(丙酮作为沉淀剂)、洗涤后分散在1ml水和乙醇(1:1)的混合溶液中待用。

2.2合成碳包覆金属纳米立方体材料。0.5ml PtPd溶液加入到7.5ml乙醇溶液中，超声10min。0.1ml TEOS加入上述溶液中超声10min。混合溶液加入放有5ml乙醇、1.5ml水和0.5ml氨水的50ml圆底烧瓶内，室温搅拌1h。然后，0.025g间苯二酚和0.035ml甲醛加入上述溶液中搅拌24h。反应结束后，10000rpm转速下离心、水和无水乙醇洗涤三次后干燥样品。将干燥后样品在600℃下，N₂氛围，升温速率为3℃/min下煅烧1h，得到的薄层碳球。用HF酸溶液腐蚀SiO₂，得到样品在10000rpm转速下离心，用水和无水乙醇洗涤三次后烘干，得到碳包覆金属纳米立方体材料，壳层厚度为8.39nm。

利用电化学工作站标准三电极系统对实施例2中得到的碳包覆金属纳米立方体材料进行分析，得到其循环伏安图，如图5所示。

利用电化学工作站旋转圆盘电极对实施例2中得到的碳包覆金属纳米立方体材料进行分析，得到其线性扫描图，如图6所示。

实施例3

3.1合成PtPd立方体。将1ml浓度为20mmol/l的K₂PtCl₄溶液和1ml浓度为20mmol/l的Na₂PdCl₄溶液加入25ml聚四氟乙烯内衬中，然后加入0.075g NaI，0.16g PVP和10ml二甲基甲酰胺(DMF)溶液。混合溶液超声半小时，将内衬加入反应釜中在130℃下反应5h。待冷却至室温，样品在10000rpm转速下离心(丙酮作为沉淀剂)、洗涤后分散在1ml水和乙醇(1:1)的混合溶液中待用。

3.2合成碳包覆金属纳米立方体材料。0.5ml PtPd溶液加入到7.5ml乙醇溶液中，超声10min。0.1ml TEOS加入上述溶液中超声10min。混合溶液加入放有5ml乙醇、1.5ml水和0.5ml氨水的50ml圆底烧瓶内，室温搅拌1h。然后，0.025g间苯二酚和0.035ml甲醛加入上述溶液中搅拌24h。反应结束后，10000rpm转速下离心、水和无水乙醇洗涤三次后干燥样品。将干燥后样品在700℃下，N₂氛围，升温速率为3℃/min下煅烧1h，得到的薄层碳球。用HF酸溶液腐蚀SiO₂，得到样品在10000rpm转速下离心，用水和无水乙醇洗涤三次后烘干，得到碳包覆金属纳米立方体材料，壳层厚度为6.79nm。

利用电化学工作站标准三电极系统对实施例3中得到的碳包覆金属纳米立方体材料进行分析，得到其循环伏安图，如图5所示。

利用电化学工作站旋转圆盘电极对实施例3中得到的碳包覆金属纳米立方体材料进行分析，得到其线性扫描图，如图6所示。

实施例4

4.1合成PtPd立方体。将1ml浓度为20mmol/l的K₂PtCl₄溶液和1ml浓度为20mmol/l的Na₂PdCl₄溶液加入25ml聚四氟乙烯内衬中，然后加入0.075g NaI，0.16g PVP和10ml二甲基甲酰胺(DMF)溶液。混合溶液超声半小时，将内衬加入反应釜中在130℃下反应5h。待冷却至室温，样品在10000rpm转速下离心(丙酮作为沉淀剂)、洗涤后分散在1ml水和乙醇(1:1)的混合溶液中待用。

4.2合成碳包覆金属纳米立方体材料。0.5ml PtPd溶液加入到7.5ml乙醇溶液中，超声10min。0.1ml TEOS加入上述溶液中超声10min。混合溶液加入放有5ml乙醇、1.5ml水和0.5ml氨水的50ml圆底烧瓶内，室温搅拌1h。然后，0.025g间苯二酚和0.035ml甲醛加入上述溶液中搅拌24h。反应结束后，10000rpm转速下离心、水和无水乙醇洗涤三次后干燥样品。将干燥后样品在900℃下，N₂氛围，升温速率为3℃/min下煅烧1h，得到的薄层碳球。用HF酸溶液腐蚀SiO₂，得到样品在10000rpm转速下离心，用水和无水乙醇洗涤三次后烘干，得到碳包覆金属纳米立方体材料，壳层厚度为4.17nm。

利用电化学工作站标准三电极系统对实施例4中得到的碳包覆金属纳米立方体材料进行分析，得到其循环伏安图，如图5所示。

利用电化学工作站旋转圆盘电极对实施例4中得到的碳包覆金属纳米立方体材料进行分析，得到其线性扫描图，如图6所示。

Claims

1.一种碳包覆金属纳米立方体材料的制备方法，其特征在于，包括：

S1)将金属纳米立方体与有机硅酸酯在醇溶剂中混合，然后加至醇溶剂、水与氨水的混合溶液中搅拌反应，再加入苯酚类化合物与醛类化合物混合反应后，煅烧，得到碳球；所述金属纳米立方体为铂-钯立方体；所述混合反应在室温条件下进行；所述混合反应的时间为15～30h，煅烧的温度为600℃～900℃；煅烧的时间为0.5～2h；

S2)将所述碳球用HF溶液或热碱液腐蚀，得到碳包覆金属纳米立方体材料；所述碳包覆金属纳米立方体材料的粒径为50～100nm；所述空心介孔碳球的碳层厚度为1～10nm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铂-钯立方体按照以下方法进行制备：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1)中煅烧的升温速率为1～5℃/min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1)中金属纳米立方体与有机硅酸酯的质量比为1：(70～100)。

5.一种权利要求1所制备的碳包覆金属纳米立方体材料，其特征在于，包括空心介孔碳球与包裹在其中的金属纳米立方体；所述碳包覆金属纳米立方体材料的粒径为50～100nm；所述空心介孔碳球的碳层厚度为1～10nm。