[发明专利]一种曲面 Pt 基纳米双金属材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种曲面Pt基纳米双金属材料及其制备方法和应用。

背景技术

贵金属纳米材料由于其独特的物理化学性质在催化等很多领域都有广泛的应用前景。如铂基催化剂在石油产业中的应用促进了整个时代的发展，为各行各业提供了优质的燃料。但是贵金属的储量稀少且价格昂贵，人们把目光转移到提高它们的使用效率上来，研究表明，贵金属纳米晶体的催化性能与其结构密切相关。此外，合金材料的协同效应也得到了人们的重视。

就fcc而言，常规方法制备出来的贵金属纳米晶体暴露为(111)、(100)等低指数晶面，它们的配位原子数分别为9和8，比较多，意味着活性较弱。而高指数晶面的配位原子数较少，在催化反应中表现出更高的活性。

高指数晶面具有高的表面能，根据晶体生长理论，它们会在纳米晶体的生长过程中快速消失，而留下(111)、(100)等低指数晶面暴露在纳米晶体的表面上。经过长期的探索，在2007年，孙世刚课题组首次通过电化学方法成功制备出暴露{730}高指数晶面的Pt四六面体纳米晶体。但是电化学方法产量低，无法大规模工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种曲面Pt基纳米双金属材料及其制备方法和应用，该曲面Pt基纳米双金属材料包括零价Pt金属和另一种零价金属，零价Pt金属与另一种零价金属的摩尔比为12:1～1:3，所述Pt基纳米双金属材料的晶体的暴露面为曲面，具有高活性，可以降低反应的温度和活化能，采用有机盐为前驱体，油胺为溶剂，加入表面活性剂，经氧化还原反应得到曲面Pt基纳米双金属材料。该制备方法简单易操作，所制得的曲面Pt基纳米双金属材料分散性较好，粒径大小均一，结构稳定且形貌可控，具有良好的应用前景。

为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：

本发明第一方面提供一种曲面Pt基纳米双金属材料，包括零价Pt金属和另一种零价金属，零价Pt金属与另一种零价金属的摩尔比为12:1～1:3，所述Pt基纳米双金属材料的晶体的暴露面为曲面。

更优选的，零价Pt金属与另一种零价金属的摩尔比为为12:1～1.7:1。

零价Pt金属与另一种零价金属的摩尔比为可为12:1～8:1，8:1～3.8:1，3.8:1～3.6:1，3.6:1～2:1，2:1～1.8:1，1.8:1～1.7:1，1.7:1～1:3。

优选的，所述另一种零价金属为零价Co金属、零价Pd金属、零价Fe金属或零价Ni金属。

优选的，所述曲面Pt基纳米双金属材料的粒径为18～28nm。

本发明第二方面提供一种曲面Pt基纳米双金属材料的制备方法，包括以下步骤：将两种金属有机盐溶解在油胺中，加入表面活性剂，经氧化还原反应得到曲面Pt基纳米双金属材料，所述两种金属有机盐其中一种为Pt基金属有机盐。

具体的，所述制备方法包括以下步骤：

1)将两种金属有机盐溶解在油胺中，加入表面活性剂，得到悬浮液，所述两种金属有机盐其中一种为Pt基金属有机盐；

2)将所述悬浮液加热，得到溶液；

3)将所述溶液经氧化还原反应后离心，干燥，得到曲面Pt基纳米双金属材料。

优选的，所述两种金属有机盐另一种为Co基金属有机盐、Pd基金属有机盐、Fe基金属有机盐或Ni基金属有机盐。

优选的，所述表面活性剂为有机羧酸。更优选的，所述表面活性剂选自金刚烷乙酸、环乙烷羧酸、硬脂酸、油酸、月桂酸或苯甲酸中的一种或多种。

优选的，所述Pt基金属有机盐与所述两种金属有机盐中的另一种的摩尔比为12:1～1:3；所述表面活性剂与所述Pt基金属有机盐的摩尔比为0.8～120：1；油胺的用量是8ml～18ml/0.05mmolPt基金属有机盐。更优选的，所述Pt基金属有机盐与所述两种金属有机盐中的另一种的摩尔比为12:1～1.7:1。

所述Pt基金属有机盐与所述两种金属有机盐中的另一种的摩尔比可为12:1～8:1，8:1～3.8:1，3.8:1～3.6:1，3.6:1～2:1，2:1～1.8:1，1.8:1～1.7:1，1.7:1～1:3。

所述表面活性剂与所述Pt基金属有机盐的摩尔比可为0.8～60：1，60～120：1。

油胺的用量可为8ml～9ml/0.05mmolPt基金属有机盐，9ml～18ml/0.05mmolPt基金属有机盐。

优选的，所述加热的温度为110～140℃，时间为2～6分钟。