CN109014237A - 一种铂-非贵金属合金纳米线及其水相合成方法和应用 - Google Patents

一种铂-非贵金属合金纳米线及其水相合成方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铂‑非贵金属合金纳米线及其水相合成方法和应用，属于纳米材料科学领域，本发明的水相合成方法通过配体的引用实现了铂盐与非贵金属盐在水溶液中的共还原，成功合成可控的超细铂‑非贵金属合金纳米线，以解决上述技术问题。本发明的制备方法简单，产率高，步骤少，可控性好，产物中纳米线的直径细且结构均一，其所制备超细铂‑非贵金属合金纳米线表面易于清洗，该材料在电解水制氢中有优越的性能。

Description

一种铂-非贵金属合金纳米线及其水相合成方法和应用
技术领域
本发明属于纳米材料科学领域，特别涉及一种铂-非贵金属合金纳米线及其水相合成方法和应用。
背景技术
铂具有优异的催化性质，该性质源于其独特的表面电子结构和物理化学性能，它被广泛用于多个催化领域，例如加氢催化、脱氢催化、氧化催化、裂解催化等。但是铂元素在地壳中的储量稀少，采掘冶炼较为困难，所以必须充分高效地利用铂。如何高效利用贵金属铂，提高贵金属铂催化剂的催化活性和稳定性以及降低贵金属铂催化剂的成本对于我国稀有金属的有效利用和国民经济的发展具有重要的意义。与传统铂块体材料相比，铂纳米材料具有更大的比表面，能够更有效的提高原子利用率，因此铂纳米催化剂已被广泛运用到汽车尾气处理、有机催化、燃料电池等领域。在铂纳米材料中，超细铂纳米线不仅具有更大的比表面积，而且能够通过独特的一维结构以实现良好的结构稳定性。此外，铂与其他非贵金属形成纳米合金可以有效降低催化剂中铂的用量，同时非贵金属的加入能有效地调控铂的表面电子结构提高催化剂的催化性能。合成超细的铂-非贵金属合金纳米线对于铂在催化领域的应用是至关重要的。
2007年孙守恒等人合成出了直径仅为2纳米，长度为200纳米的铂铁纳米线。该方法以乙酰丙酮铂和羰基铁为原料，以油胺作为表面活性剂、还原剂和溶剂，在160℃下反应30分钟。该方法的优点是能够合成尺寸可控的超细铂铁纳米线，缺点是油胺作为溶剂，制备成本高，对环境不友好而且所制备的产物难于清洗。后来在此基础上黄小青等人将溶剂换成油酸，以乙酰丙酮铂、乙酰丙酮镍和乙酰丙酮钴为原料，以葡萄糖为还原剂，以羰基钨为形貌导向剂，在160℃下反应2小时成功制备直径小于1纳米铂镍钴纳米线。该方法能够有效地调控纳米线的成分，同时完成了近乎百分百的原子利用率。但是由于油酸与油胺类似，该方法的制备成本高，所制备产物难以清洗。因此需要研发一种能够在水溶液中制备成本低、易清洗的超细铂-非贵金属合金纳米线。
由于铂金属盐和非贵金属盐存在较大的氧化还原电位差，因此在水溶液中合成超细铂-非贵金属合金纳米线最主要难题是实现铂金属盐与非贵金属盐在水溶液中的共还原。硼氢化钠还原法作为常用的合成纳米材料的方法能够在水溶液中合成铂-非贵金属纳米材料。Wong等人以氯铂酸、硝酸铁为原料，以硼氢化钠为还原剂，以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，以水为溶剂，在室温条件下反应20分钟成功制备了直径为2.2纳米的铂铁纳米线。但该方法由于使用了强还原剂硼氢化钠，反应速率较快，无法实现有效形貌尺寸调控。
总结上述现有技术存在的缺点：以油胺或油酸作为溶剂，反应过程复杂，成本高，环境不友好，制备出的产物与油胺或油酸有强的相互作用难于清洗，油胺、油酸的存在钝化了铂催化剂表面影响了催化剂的催化性能；另外水溶液中硼氢化钠的使用导致整个反应体系处于较快的反应速度中，无法对产物进行有效的形貌尺寸调控。这些缺点的存在严重阻碍了超细铂-非贵金属合金纳米线的工业化及应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铂-非贵金属合金纳米线及其水相合成方法和应用，该方法操作简单，产率高，可控性好，重复性高，适合大规模生产；将该方法制得的铂-非贵金属合金纳米线的直径非常细且结构均一；该铂-非贵金属合金纳米线在电解水制氢中有优越的性能。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明公开的一种铂-非贵金属合金纳米线的水相合成方法，包括以下步骤：
(1)制备铂-非贵金属的前驱体溶液
按氯铂酸与配体的摩尔质量之比为1：(1～12)的比例，将氯铂酸、非贵金属盐和配体加入水中，使反应体系中氯铂酸和非贵金属盐的浓度为1×10-5mol/L～2×10-3mol/L，且采用pH调节剂调节反应体系的pH值为8～12；然后在温度为25～80℃下静置4～72h，制得铂-非贵金属的前驱体溶液；
(2)制备超细铂-非贵金属合金纳米线
配制铂-非贵金属的前驱体浓度为1×10-6mol/L～1×10-4mol/L的水溶液，然后向水溶液中加入表面活性剂和还原剂，使铂的前驱体、表面活性剂和还原剂的摩尔比依次为1：(50～1000)：(5000～100000)，然后在温度为160～220℃下静置水热反应6～24h，离心、洗涤，制得超细铂-非贵金属合金纳米线。
优选地，所述非贵金属盐为氯化镍、氯化钴、氯化铁、氯化铅、氯化铟和氯化镉。
优选地，所述配体为能够与氯铂酸根发生配位作用使铂盐和非贵金属盐共还原，形成线性结构的化合物。
进一步优选地，所述配体为亚硫酸盐、亚硫酸氢盐或硫代硫酸盐。
优选地，所述pH调节剂为氢氧化钠/钾、碳酸钠/钾、碳酸氢钠/钾、磷酸氢二钠/钾或氨水。
优选地，所述表面活性剂为非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂。
进一步优选地，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物P123、十二烷基磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵。
优选地，所述的还原剂为甲酸、甲醛、草酸或乙二醇。
本发明还公开了采用上述的水相合成方法制得的铂-非贵金属合金纳米线，所述铂-非贵金属合金纳米线的直径小于5nm，平均长度为50～200nm。
本发明还公开了上述铂-非贵金属合金纳米线在电解水制氢中的应用，电解水制氢的具体操作为：
将铂-非贵金属合金纳米线均匀负载在石墨碳上，分散在水、异丙醇和5％萘酚溶液按体积比为4：1：0.02配制的溶液中，形成铂浓度为0.1mg/mL的悬浮液，将30μL悬浮液滴在玻碳电极上，带干燥后，置于1mol/L氮饱和的氢氧化钾溶液中进行电化学测试。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的铂-非贵金属合金纳米线的水相合成方法，通过引入配体，实现了铂盐和非贵金属盐在水溶液中的共还原，得到超细铂-非贵金属合金纳米线；同时，本方法能够通过不同的反应时间制备出不同长度的超细铂-非贵金属合金纳米线；通过不同的原料比可以调节纳米线的组成；通过不同表面活性剂的量可以调控纳米线的直径。本发明的制备方法简单，产率高，可控性好，重复性高，适合大规模生产。
进一步地，本发明合成过程中使用的表面活性剂易于清洗，得到表面清洁的超细纳米线。
经本发明制得的铂-非贵金属合金纳米线的直径非常细，小于5nm，且结构均一。
经本发明制备的超细铂-非贵金属合金纳米线表现出良好的催化性能，在催化电解水制氢反应中表现出优异的活性，因此能够应用于电解水制氢中。
附图说明
图1为实施例1制备的超细铂-镍合金纳米线的透射电子显微镜图片。
图2为实施例2制备的超细铂-钴合金纳米线的透射电子显微镜图片。
图3为实施例3制备的超细铂-铁合金纳米线的透射电子显微镜图片。
图4为实施例4制备的超细铂-镍合金纳米线的透射电子显微镜图片。
图5为实施例5制备的超细铂-镍合金纳米线的透射电子显微镜图片。
图6为实施例6制备的超细铂-镍合金纳米线的透射电子显微镜图片。
图7为实施例1制备的超细铂-镍合金纳米线和超细铂纳米线的XRD图谱。
图8为实施例1制备的超细铂-镍合金纳米线的EDS-Mapping图片；其中，(a)为DF，(b)为Pt，(c)为Ni，(d)为S。
图9为实施例2和实施例3制备的超细铂-钴合金纳米线和铂-铁合金纳米线的XRD图谱。
图10为实施例1、实施例2和实施例3制备的超细铂-非贵金属合金纳米线与超细铂纳米线、商业铂碳的电催化水分解制氢活性实验图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
1、超细铂-非贵金属合金纳米线的制备实例
实施例1
一种铂-镍合金纳米线的水相合成方法，包括以下步骤：
(1)制备铂-镍的前驱体溶液
将氯铂酸、氯化镍、亚硫酸钠、pH调节剂加入水中，使氯铂酸和氯化镍的浓度为1.25×10-5mol/L，氯铂酸与亚硫酸钠的摩尔质量之比为1：6，加入pH调节剂使反应溶液的pH值为8，在温度30℃静置12h，得到铂-镍的前驱体溶液。
(2)制备超细铂-镍合金纳米线
配制铂-镍金属的前驱体浓度为1.25×10-5mol/L的水溶液，加入乙烯吡咯烷酮和甲酸，使铂-镍金属的前驱体、乙烯吡咯烷酮、甲酸的摩尔比依次为1：100：40000，所获得溶液移至水热反应釜中，在温度200℃静置反应8h，离心，洗涤，得到超细铂-镍合金纳米线。
经本实施例制得的超细铂-镍合金纳米线的透射电子显微镜图片如图1所示，从图1中可以看出，所制得的超细铂-镍合金纳米线为波浪曲折形纳米线，直径约为2.6nm,平均长度约为100nm。
实施例2
一种铂-钴合金纳米线的水相合成方法，包括以下步骤：
(1)制备铂-钴的前驱体溶液
将氯铂酸、氯化钴、亚硫酸钠、pH调节剂加入水中，使氯铂酸和氯化钴的浓度为1.25×10-5mol/L，氯铂酸与亚硫酸钠的摩尔质量之比为1:6，加入pH调节剂使反应溶液的pH值为8，在温度30℃静置12h，得到铂-钴的前驱体溶液。
(2)制备超细铂-钴合金纳米线
配制铂-钴金属的前驱体浓度为1.25×10-5mol/L的水溶液，加入乙烯吡咯烷酮和甲酸，使铂-钴金属的前驱体、乙烯吡咯烷酮、甲酸依次摩尔比1：100：40000，所获得溶液移至水热反应釜中，在温度200℃静置反应8h，离心，洗涤，得到超细铂-钴合金纳米线。
经本实施例制得的超细铂-钴合金纳米线的透射电子显微镜图片如图2所示，从图2中可以看出，所制得的超细铂-钴合金纳米线为波浪曲折形纳米线，直径约为2.6nm，平均长度约为100nm。
实施例3
一种铂-铁合金纳米线的水相合成方法，包括以下步骤：
(1)制备铂-铁的前驱体溶液
将氯铂酸、氯化铁、亚硫酸钠、pH调节剂加入水中，使氯铂酸和氯化铁的浓度为1.25×10-5mol/L，氯铂酸与亚硫酸钠的摩尔质量之比为1：6，加入pH调节剂使反应溶液的pH值为8，在温度30℃静置12h，得到铂-铁的前驱体溶液。
(2)制备超细铂-铁合金纳米线
配制铂-铁金属的前驱体浓度为1.25×10-5mol/L的水溶液，加入乙烯吡咯烷酮和甲酸，使铂-铁金属的前驱体、乙烯吡咯烷酮、甲酸摩尔比依次为1：100：40000，所获得溶液移至水热反应釜中，在温度200℃静置反应8h，离心，洗涤，得到超细铂-铁合金纳米线。
经本实施例制得的超细铂-铁合金纳米线的透射电子显微镜图片如图3所示，从图3中可以看出，所制得的超细铂-铁合金纳米线为波浪曲折形纳米线，直径约为2.6nm，平均长度约为100nm。
实施例4
一种铂-镍合金纳米线的水相合成方法，包括以下步骤：
(1)制备铂-镍的前驱体溶液
将氯铂酸、氯化镍、亚硫酸钠、pH调节剂加入水中，使氯铂酸和氯化镍的浓度为1.25×10-5mol/L，氯铂酸与亚硫酸钠的摩尔质量之比为1：6，加入pH调节剂使反应溶液的pH值为8，在温度30℃静置12h，得到铂-镍的前驱体溶液。
(2)制备超细铂-镍合金纳米线
配制铂-镍金属的前驱体浓度为1.25x10-5mol/L的水溶液，加入乙烯吡咯烷酮和甲酸，使铂-镍金属的前驱体、乙烯吡咯烷酮、甲酸摩尔比依次为1：100：40000，所获得溶液移至水热反应釜中，在温度200℃静置反应4h，离心，洗涤，得到超细铂-镍合金纳米线。
经本实施例制得的超细铂-镍合金纳米线的透射电子显微镜图片如图1所示，从图4中可以看出，所制得的超细铂-镍合金纳米线为波浪曲折形纳米线，直径约为2.6nm，平均长度约为50nm。
实施例5
一种铂-镍合金纳米线的水相合成方法，包括以下步骤：
(1)制备铂-镍的前驱体溶液
将氯铂酸、氯化镍、亚硫酸钠、pH调节剂加入水中，使氯铂酸和氯化镍的浓度为1.25×10-5mol/L，氯铂酸与亚硫酸钠的摩尔质量之比为1：6，加入pH调节剂使反应溶液的pH值为8，在温度30℃静置12h，得到铂-镍的前驱体溶液。
(2)制备超细铂-镍合金纳米线
配制铂-镍金属的前驱体浓度为1.25×10-5mol/L的水溶液，加入乙烯吡咯烷酮和甲酸，使铂-镍金属的前驱体、乙烯吡咯烷酮、甲酸摩尔比依次为1：100：40000，所获得溶液移至水热反应釜中，在温度200℃静置反应12h，离心，洗涤，得到超细铂-镍合金纳米线。
经本实施例制得的超细铂-镍合金纳米线的透射电子显微镜图片如图1所示，从图5中可以看出，所制得的超细铂-镍合金纳米线为波浪曲折形纳米线，直径约为2.6nm，平均长度约为200nm。
实施例6
一种铂-镍合金纳米线的水相合成方法，包括以下步骤：
(1)制备铂-镍的前驱体溶液
将氯铂酸、氯化镍、亚硫酸钠、pH调节剂加入水中，使氯铂酸和氯化镍的浓度为1.25×10-5mol/L，氯铂酸与亚硫酸钠的摩尔质量之比为1：6，加入pH调节剂使反应溶液的pH值为8，在温度30℃静置12h，得到铂-镍的前驱体溶液。
(2)制备超细铂-镍合金纳米线
配制铂-镍金属的前驱体浓度为1.25×10-5mol/L的水溶液，加入乙烯吡咯烷酮和甲酸，使铂-镍金属的前驱体、乙烯吡咯烷酮、甲酸摩尔比依次为1：200：40000，所获得溶液移至水热反应釜中，在温度200℃静置反应8h，离心，洗涤，得到超细铂-镍合金纳米线。
经本实施例制得的超细铂-镍合金纳米线的透射电子显微镜图片如图1所示，从图6中可以看出，所制得的超细铂-镍合金纳米线为波浪曲折形纳米线，直径约为2.6nm，平均长度约为100nm。
实施例7
一种铂-镍合金纳米线的水相合成方法，包括以下步骤：
(1)制备铂-镍的前驱体溶液
将氯铂酸、氯化镍、亚硫酸钠、pH调节剂加入水中，使氯铂酸和氯化镍的浓度为5×10-4mol/L，氯铂酸与亚硫酸钠的摩尔质量之比为1：6，加入pH调节剂使反应溶液的pH值为8，在温度25℃静置12h，得到铂-镍的前驱体溶液。
(2)制备超细铂-镍合金纳米线
配制铂-镍金属的前驱体浓度为1x10-4mol/L的水溶液，加入乙烯吡咯烷酮和甲酸，使铂-镍金属的前驱体、乙烯吡咯烷酮、甲酸的摩尔比依次为1：100：100000，所获得溶液移至水热反应釜中，在温度200℃静置反应8h，离心，洗涤，得到超细铂-镍合金纳米线。
实施例8
一种铂-镍合金纳米线的水相合成方法，包括以下步骤：
(1)制备铂-镍的前驱体溶液
将氯铂酸、氯化镍、亚硫酸钠、pH调节剂加入水中，使氯铂酸和氯化镍的浓度为1.25×10-5mol/L，氯铂酸与亚硫酸钠的摩尔质量之比为1：1，加入pH调节剂使反应溶液的pH值为8，在温度80℃静置3h，得到铂-镍的前驱体溶液。
(2)制备超细铂-镍合金纳米线
配制铂-镍金属的前驱体浓度为1.25×10-5mol/L的水溶液，加入乙烯吡咯烷酮和甲酸，使铂-镍金属的前驱体、十二烷基磺酸钠、甲醛的摩尔比依次为1：100：40000，所获得溶液移至水热反应釜中，在温度200℃静置反应8h，离心，洗涤，得到超细铂-镍合金纳米线。
实施例9
一种铂-镍合金纳米线的水相合成方法，包括以下步骤：
(1)制备铂-镍的前驱体溶液
将氯铂酸、氯化镍、亚硫酸钠、pH调节剂加入水中，使氯铂酸和氯化镍的浓度为1.25×10-5mol/L，氯铂酸与亚硫酸钠的摩尔质量之比为1：12，加入pH调节剂使反应溶液的pH值为8，在温度30℃静置12h，得到铂-镍的前驱体溶液。
(2)制备超细铂-镍合金纳米线
配制铂-镍金属的前驱体浓度为1.25×10-5mol/L的水溶液，加入乙烯吡咯烷酮和甲酸，使铂-镍金属的前驱体、乙烯吡咯烷酮、甲酸的摩尔比依次为1：100：40000，所获得溶液移至水热反应釜中，在温度200℃静置反应72h，离心，洗涤，得到超细铂-镍合金纳米线。
实施例10
一种铂-镍合金纳米线的水相合成方法，包括以下步骤：
(1)制备铂-镍的前驱体溶液
将氯铂酸、氯化镍、亚硫酸钠、pH调节剂加入水中，使氯铂酸和氯化镍的浓度为1.25×10-5mol/L，氯铂酸与亚硫酸钠的摩尔质量之比为1：6，加入pH调节剂使反应溶液的pH值为12，在温度30℃静置72h，得到铂-镍的前驱体溶液。
(2)制备超细铂-镍合金纳米线
配制铂-镍金属的前驱体浓度为1.25×10-5mol/L的水溶液，加入乙烯吡咯烷酮和甲酸，使铂-镍金属的前驱体、乙烯吡咯烷酮、甲酸的摩尔比依次为1：100：40000，所获得溶液移至水热反应釜中，在温度200℃静置反应8h，离心，洗涤，得到超细铂-镍合金纳米线。
实施例11
一种铂-镍合金纳米线的水相合成方法，包括以下步骤：
(1)制备铂-镍的前驱体溶液
将氯铂酸、氯化镍、亚硫酸钠、pH调节剂加入水中，使氯铂酸和氯化镍的浓度为1.25×10-5mol/L，氯铂酸与亚硫酸钠的摩尔质量之比为1：6，加入pH调节剂使反应溶液的pH值为8，在温度30℃静置12h，得到铂-镍的前驱体溶液。
(2)制备超细铂-镍合金纳米线
配制铂-镍金属的前驱体浓度为1.25×10-5mol/L的水溶液，加入乙烯吡咯烷酮和甲酸，使铂-镍金属的前驱体、乙烯吡咯烷酮、草酸的摩尔比依次为1：1000：10000，所获得溶液移至水热反应釜中，在温度200℃静置反应8h，离心，洗涤，得到超细铂-镍合金纳米线。
实施例12
一种铂-镍合金纳米线的水相合成方法，包括以下步骤：
(1)制备铂-镍的前驱体溶液
将氯铂酸、氯化镍、亚硫酸钠、pH调节剂加入水中，使氯铂酸和氯化镍的浓度为1.25×10-5mol/L，氯铂酸与亚硫酸钠的摩尔质量之比为1：3，加入pH调节剂使反应溶液的pH值为8，在温度30℃静置12h，得到铂-镍的前驱体溶液。
(2)制备超细铂-镍合金纳米线
配制铂-镍金属的前驱体浓度为1.25×10-5mol/L的水溶液，加入乙烯吡咯烷酮和甲酸，使铂-镍金属的前驱体、乙烯吡咯烷酮、甲酸的摩尔比依次为1：100：40000，所获得溶液移至水热反应釜中，在温度160℃静置反应24h，离心，洗涤，得到超细铂-镍合金纳米线。
2、超细铂-非贵金属合金纳米线的表征
将实施例1、实施例2和实施例3中制备的超细铂-非贵金属合金纳米线进行EDS-Mapping分析及XRD测试，图7为实施例1制得的超细铂-镍合金纳米线和现有的超细铂纳米线的XRD对比结果图。图8为实施例1制备的超细铂-镍合金纳米线的EDS-Mapping图片；其中，(a)为DF，(b)为Pt，(c)为Ni，(d)为S。图9则为实施例2和实施例3制备的超细铂-钴合金纳米线和铂-铁合金纳米线的XRD图谱，从这几幅图中可以看出，按本发明方法制备出来的超细铂-非贵金属合金纳米线元素均匀分布，且XRD峰与合金的标准XRD谱图中的峰位置完全匹配，可以断定所制备出来的产物确实为铂-非贵金属合金。
3、超细铂-非贵金属合金纳米线在电催化电解水制氢中的应用
选择上述实施例1、2和3制备的超细铂-非贵金属合金纳米线进行测试；以目前市场购买的商业铂碳作为对照，实验过程如下：
将制备的超细铂-非贵金属合金纳米线均匀负载在石墨碳上，超细铂-非贵金属合金纳米线与石墨碳的质量比为1：9。将负载好的纳米线均匀分散在水、异丙醇和5％萘酚的混合溶液中(V/V/V＝4:1:0.02)，用电感耦合等离子体质谱(ICP)测量悬浮液中的金属铂和非贵金属的含量。将含有3微克金属铂的悬浮液滴在表面干净的玻碳电极上，自然晾干。
在三电极系统下进行电催化电解水制氢实验，其中电解液为1M KOH的水溶液，扫速都为10mV/s。结果参见图10，图10中，下面三条曲线由下至上分别为Pt3.6Ni-S、Pt2.9Co-S和Pt4.9Fe-S；图10表明所制备的超细铂-镍合金纳米线在-70mV的电催化活性是商业铂碳的4.5倍。

Claims (10)

1.一种铂-非贵金属合金纳米线的水相合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备铂-非贵金属的前驱体溶液
按氯铂酸与配体的摩尔质量之比为1：(1～12)的比例，将氯铂酸、非贵金属盐和配体加入水中，使反应体系中氯铂酸和非贵金属盐的浓度为1×10-5mol/L～2×10-3mol/L，且采用pH调节剂调节反应体系的pH值为8～12；然后在温度为25～80℃下静置4～72h，制得铂-非贵金属的前驱体溶液；
(2)制备超细铂-非贵金属合金纳米线
配制铂-非贵金属的前驱体浓度为1×10-6mol/L～1×10-4mol/L的水溶液，然后向水溶液中加入表面活性剂和还原剂，使铂的前驱体、表面活性剂和还原剂的摩尔比依次为1：(50～1000)：(5000～100000)，然后在温度为160～220℃下静置水热反应6～24h，离心、洗涤，制得超细铂-非贵金属合金纳米线。
2.根据权利要求1所述的铂-非贵金属合金纳米线的水相合成方法，其特征在于，所述非贵金属盐为氯化镍、氯化钴、氯化铁、氯化铅、氯化铟和氯化镉。
3.根据权利要求1所述的铂-非贵金属合金纳米线的水相合成方法，其特征在于，所述配体为能够与氯铂酸根发生配位作用使铂盐和非贵金属盐共还原，形成线性结构的化合物。
4.根据权利要求3所述的铂-非贵金属合金纳米线的水相合成方法，其特征在于，所述配体为亚硫酸盐、亚硫酸氢盐或硫代硫酸盐。
5.根据权利要求1所述的铂-非贵金属合金纳米线的水相合成方法，其特征在于，所述pH调节剂为氢氧化钠/钾、碳酸钠/钾、碳酸氢钠/钾、磷酸氢二钠/钾或氨水。
6.根据权利要求1所述的铂-非贵金属合金纳米线的水相合成方法，其特征在于，所述表面活性剂为非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的铂-非贵金属合金纳米线的水相合成方法，其特征在于，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物P123、十二烷基磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵。
8.根据权利要求1所述的铂-非贵金属合金纳米线的水相合成方法，其特征在于，所述的还原剂为甲酸、甲醛、草酸或乙二醇。
9.采用权利要求1～8中任意一项所述的水相合成方法制得的铂-非贵金属合金纳米线，其特征在于，所述铂-非贵金属合金纳米线的直径小于5nm，平均长度为50～200nm。
10.权利要求9所述的铂-非贵金属合金纳米线在电解水制氢中的应用，其特征在于，电解水制氢的具体操作为：
将铂-非贵金属合金纳米线均匀负载在石墨碳上，分散在水、异丙醇和5％萘酚溶液按体积比为4：1：0.02配制的溶液中，形成铂浓度为0.1mg/mL的悬浮液，将30μL悬浮液滴在玻碳电极上，待干燥后，置于1mol/L氮饱和的氢氧化钾溶液中进行电化学测试。
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