一種對甲醇具有優異催化性能的籠狀多孔鉑钯複合納米粒子及其制備方法

　　本發明涉及一種籠狀多孔鉑钯複合納米粒子及其制備方法。籠狀多孔鉑钯複合納米粒子具有规格均勻、比外表積高、催化活性好等特征，且其身分可在大範圍內(Pt/Pd摩爾比值：3~19)有效調控。其完整制備步驟包括：(1)向水溶液中依次进入四氯鉑酸鈉、氯亞钯酸鉀、鹽酸、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)、抗壞血酸，獲得反應前驅體溶液；(2)將前驅體溶液在35度下超聲4小時後，采用7000-10000轉/分鍾轉速離心分離獲得黑色鉑钯複合納米粒子沈澱産物。本發明所制備的籠狀多孔鉑钯複合納米粒子在燃料電池、工業催化、汽車尾氣淨化、水裂解、一氧化碳催化氧化等方面具有重要應用價值及廣闊應用前景。

贵金属铂(Pt)作为重要的催化剂，在工业催化、燃料电池、汽车尾气净化、水裂解、一氧化碳催化氧化等土地具有非常广泛的应用。特别在催化土地，铂是难以被取代的活性组分。如在低温燃料电池中，铂或其合金是目前加快電化學反应速度最有效的催化剂。另外，铂也是唯一能承担低温燃料电池中酸性环境的铂族金属。然而，铂是稀有的贵金属，价格非常昂贵，导致低温燃料电池成本过高，限制了低温燃料电池广泛、大规模的应用。更重要的是，其催化活性极易被一氧化碳(CO)毒化而导致其催化性能急剧降低。已有研宄表明，通过金属间协同作用，构筑铂钯复合纳米粒子是一种有效减少铂在催化剂中的用量，降低催化剂成本，提高其催化活性及稳定性的方法。因此，铂钯复合纳米粒子制备近来备受人们的注目。目前，人们发展了化学还原法、种子生长法、電化學法、去合金法、置换法、反胶团法、多元醇共还原法等多种铂钯复合纳米粒子合成路线，在液相中成功制备了枝状、花状、线状等在内的多种形貌的铂钯复合纳米粒子。然而据我们所知，采用已有的合成路线，人们难以制备具有多孔结构的笼状铂钯复合纳米粒子。我们知道，金属纳米粒子催化反应一般产生在颗粒的外表。明显，与实心铂钯复合纳米粒子相比，多孔结构的笼状铂钯复合纳米粒子具有更高的比外表积，因此其将具有更优异催化性能。如前所述，笼状多孔铂钯复合纳米粒子的合成仍然面临着众多挑战，其制备工艺路线鲜有报道。