[发明专利]一种Pt-Cu线状纳米催化剂的制备方法

说明书

本发明为一种Pt‑Cu线状纳米催化剂的制备方法。该方法包括以下步骤：将乙酰丙酮铂和碘化钾加入到油胺中，再加入乙酰丙酮酸铜，160‑180℃下反应时间为3‑24小时；最后用无水乙醇清洗，即可得到Pt‑Cu线状纳米催化剂。本发明提供的制备Pt‑Cu线状纳米催化剂的方法，简便方法，没有使用模板，操作简单，易于生产。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，更加具体地说，涉及一种Pt-Cu线状纳米催化剂的制备方法。

背景技术

一维纳米材料是指在空间有两个维度处于纳米尺度范围的纳米材料，如纳米线、纳米棒、纳米带、纳米管等。与纳米块体材料相比，一维纳米材料具有优良的尺寸效应，能够组成更复杂的纳米级结构，尤其是一维贵金属材料很好地综合了一维纳米材料及金属本身的特有性能，具备不同于相应块体材料的特殊物理化学性能，可应用于超大规模集成电路、光导纤维、化学传感器、化学催化、生物医学等领域。因此，一维贵金属纳米材料成为当前纳米材料科学领域的前沿与热点。

目前已报道的一维贵金属纳米材料合成方法与技术主要有：模板法、多元醇还原法、自组装、电化学沉积法、金属催化还原、还原金属聚合链合成纳米结构、水热合成法等，其中模板法、多元醇还原、电化学沉积等方法是一维贵金属纳米材料合成中应用较多的方法。从纳米结构材料的基本性质研究和实际应用要求来看，制备一维贵金属纳米材料的方法有很大的差异且有一定的不足之处。例如，模板法制备纳米线的过程复杂，制备周期长，制备的纳米线直径粗，长径小，产率得不到保障。所以制备高质量的纳米线还存在一些难以解决的问题和挑战。

有鉴于此，提供一种操作简便、成本低廉、催化剂可回用、金属催化剂通用性好的制备方法是必要的。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种简单普遍的方法合成Pt-Cu线状纳米催化剂。本方法采用的是溶剂热法，在合成Pt-Cu线状纳米催化剂过程中，油胺作为还原剂和溶剂，不需要模板的选择和配合，通过一步反应可以得到最终产物，步骤简单，可控性良好，符合工业发展的需要。

本发明的技术方案为：

一种Pt-Cu线状纳米催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)室温条件下，在反应釜中加入油胺；

(2)室温条件下，将乙酰丙酮铂和碘化钾加入到油胺中，磁力搅拌15-30分钟，然后加入乙酰丙酮酸铜；其中，物料配比为摩尔比乙酰丙酮铂：乙酰丙酮酸铜：碘化钾＝1:3.01:5.94～17.80；每5mL油胺加1.50×10^-4～4.52×10^-4摩尔碘化钾；

(3)将反应釜密闭后放在烘箱里，设置烘箱温度为160-180℃，反应时间为3-24小时；

(4)待反应结束后，用无水乙醇清洗，即可得到Pt-Cu线状纳米催化剂。

所述的步骤(2)中物料配比优选为每5mL油胺加2.5×10^-4～3.5×10^-4摩尔碘化钾。

本发明的实质性特点为：

现有的制备线状金属纳米结构的方法有

(1)多元醇合成法，多元醇法目前可以合成镍、钯、铂、铑、钌和锡等一维纳米结构。在合成过程中多元醇作为还原剂和溶剂，对温度有很大的依赖性，其中还原剂可在不同的温度下选择性地将不同金属离子还原成金属原子，金属原子最终通过团簇生长成一维纳米结构。

(2)模板法，模板法常用于制备纳米线或者纳米棒。在反应过程中,如果模板不参与化学反应,就需要在产物体系中选择性地将模板除去，如果模板参与化学反应，随着反应的进行模板会自行消失。

本方法采用的是溶剂热法，与多元醇还原法和模板法不同。