[发明专利]Pt‑Pd纳米催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，具体涉及一种Pt-Pd纳米催化剂及其制备方法。

背景技术

催化剂的作用主要可归结为三个方面：一是提高反应速度，增加反应效率；二是决定反应路径，有优良的选择性，例如只进行氢化、脱氢反应，不发生氢化分解和脱水反应；三是降低反应温度。纳米粒子作为催化剂必须满足上述的条件。近年来科学工作者在纳米微粒催化剂的研究方面已取得一些结果，显示了纳米粒子催化剂的优越性。

纳米微粒由于尺寸小，表面所占的体积百分数大，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等导致表面的活性位置增加，这就使它具备了作为催化剂的基本条件。最近，关于纳米微粒表面形态的研究指出，随着粒径的减小，表面光滑程度变差，形成了凸凹不平的原子台阶，这就增加了化学反应的接触面。有人预计超微粒子催化剂在下一世纪很可能成为催化反应的主要角色。尽管纳米级的催化剂还主要处于实验室阶段，尚未在工业上得到广泛的应用，但是它的应用前途方兴未艾。

现有方法在制备纳米催化剂时存在生产成本较高和生产效率低下的缺点。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明制备的一种Pt-Pd纳米催化剂及其制备方法，在生产Pt-Pd纳米催化剂时具有生产成本较低、和生产效率高的优点。

为了达到上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种Pt-Pd纳米催化剂，其成分按重量份计：硝酸钯32～38份、乙酰丙酮铂30～36份、络合剂23～29份、稳定剂19～25份和表面活性剂12～17份，其制备方法包括以下步骤：

a、向反应釜中加入乙酰丙酮铂，并向反应附中加入质量为乙酰丙酮铂两倍的水，升温至20～28℃，混合搅拌10～20min；

b、将反应釜放入烘箱中，在155～175℃的条件下反应7～14h，得到纳米铂颗粒，将纳米铂颗粒用质量为其两倍的蒸馏水洗涤三次，然后取出并浸入无水乙醇中备用；

c、将步骤b中得到的纳米铂颗粒置于反应釜中，并向反应釜中依次加入稳定剂、表面活性剂和络合剂；搅拌45～70min后再加入硝酸钯；将温度升高到165～180℃，反应30～50min后停止加热，产物清洗后即得Pt-Pd纳米催化剂。

优选的，所述络合剂选用乙二胺四乙酸。

优选的，所述表面活性剂选用聚乙烯吡咯烷酮。

优选的，所述稳定剂选用硫代月桂酸酐。

优选的，所述步骤c中对产物清洗时选用无水乙醇，无水乙醇的用量为硝酸钯和乙酰丙酮铂总质量的两倍。

优选的，所述稳定剂由二月桂酸二正丁基锡与二月桂酸二正辛基锡按照质量比2：1配置而成。

采用上述的技术方案，本发明达到的有益效果是：

1、本发明中选用的稳定剂由二月桂酸二正丁基锡与二月桂酸二正辛基锡按照质量比2：1配置而成，两种物质不仅充当了稳定剂，而且具有很强的润滑效果，与表面活性剂相配合，使得硝酸钯和乙酰丙酮铂分散的更加均匀，使所制备的Pt-Pd纳米催化剂各部分更加均匀，保证Pt-Pd纳米催化剂的质量。

2、选用硝酸钯作为原料，是因为其相对于钯的有机盐更易获得，取材也更加方便，同时也节约了成本，硝酸钯解离出的钯离子能快速和络合剂相结合，在高温条件下生成金属钯，提高了Pt-Pd纳米催化剂的制备的速度，提高了生产效率。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例1：

一种Pt-Pd纳米催化剂，其成分按重量份计：硝酸钯32份、乙酰丙酮铂31份、络合剂23份、稳定剂21份和表面活性剂12份，其制备方法包括以下步骤：

d、向反应釜中加入乙酰丙酮铂，并向反应附中加入质量为乙酰丙酮铂两倍的水，升温至20℃，混合搅拌10min；

e、将反应釜放入烘箱中，在155℃的条件下反应7h，得到纳米铂颗粒，将纳米铂颗粒用质量为其两倍的蒸馏水洗涤三次，然后取出并浸入无水乙醇中备用；

f、将步骤b中得到的纳米铂颗粒置于反应釜中，并向反应釜中依次加入稳定剂、表面活性剂和络合剂；搅拌45min后再加入硝酸钯；将温度升高到165℃，反应30min后停止加热，产物清洗后即得Pt-Pd 纳米催化剂。

实施例2：