[发明专利]一种紫外光照合成碳材料负载Pt纳米颗粒材料的方法

说明书

本发明提供一种紫外光照合成碳材料负载Pt纳米颗粒材料的方法，所述方法包含如下步骤：S1、将碳材料分散在由水和乙醇组成的溶剂中得到分散液；S2、向所述分散液中加入氯铂酸溶液得到反应液并进行紫外光照射；S3、将所述反应液离心干燥即可得到所述碳材料负载Pt纳米颗粒材料。该方法使得铂碳催化剂在负载均匀的情况下，提高了负载量和性能，减低了目前合成类似材料的成本和难度，减少了污染。

技术领域

本发明涉及催化材料技术领域，具体涉及一种紫外光照合成碳材料负载Pt纳米颗粒材料的方法。

背景技术

纳米颗粒由于具有大的比表面积，因此常常被用于制作催化剂，尤其是Pt、Au等金属纳米颗粒具有优良的催化性能而被广泛使用。在现有技术中，金属颗粒担载方法主要有光沉积法、离子溅射法、溶胶凝胶法等。溶胶凝胶法和光催化沉淀法步骤简单，成本较低，但所沉积的纳米颗粒的尺寸往往大至几十甚至几百纳米，且很容易聚集堆积。离子溅射法所制备的纳米颗粒尺寸小且分布均匀，但需要大型设备，工艺复杂，成本较高。

在已有的现有技术中，如中国专利文献CN104174868A公开了一种以紫外光还原银氨溶液制备水溶性银纳米簇的方法，其包括：取AgNO₃溶液加入到反应容器中，在振荡中缓慢加入NaOH溶液，有沉淀生成后在振荡下逐滴滴加NH₃·H₂O直至沉淀完全溶解，加二次蒸馏水配制成浓度为5.0×10^-3M的银氨储备液；取羧甲基葡聚糖滴加到称量瓶中，在搅拌下加入银氨储备液，加入二次水至溶液体积为羧甲基葡聚糖体积的5-10倍，磁力搅拌器搅拌5-10min，常温下敞口放在紫外灯下边搅拌边光照2-4小时。上述方法采用羧甲基葡聚糖为稳定剂和还原剂，在UVC型紫外光照射银氨溶液合成水溶性银纳米簇；由于添加了羧甲基葡聚糖等有机物，会导致样品清洗遇到困难，出现清洗不彻底和团聚的问题。中国专利文献CN110237833A公开了一种利用紫外光照射超临界流体制备纳米金属担载型复合光催化剂的方法与流程，其将超临界流体技术与光沉积技术相结合，在光照还原前驱体生成纳米颗粒的同时，利用超临界流体优异的扩散性能和迁移能力，在超声或搅拌等外力的辅助之下，将纳米颗粒均匀地沉积在光催化剂表面，以制备纳米金属颗粒担载型高效光催化剂。然而上述方法需要利用超临界流体技术，导致制备成本过高。现有技术还有一种使用冰冻-光化学还原法制备单原子级Pt的方法。然而这种方法需要进行冷冻干燥，工艺复杂，制备成本较高。

由此可见，现有制备Pt金属颗粒的方法存在如下问题：

1、合成方法都加入了大量的表面活性剂，使得样品表面附着大量有机物，阻碍了催化活性；

2、非水体系合成导致样品清洗遇到困难，出现清洗不彻底和团聚的问题；

3、提高催化剂的载量比较困难，会导致尺寸变大或者团聚现象。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种紫外光照合成碳材料负载Pt纳米颗粒材料的方法，所述方法至少包含如下步骤：

S1、将碳材料分散在由水和乙醇组成的溶剂中得到分散液；

S2、向所述分散液中加入氯铂酸溶液得到反应液并进行紫外光照射；

S3、将所述反应液离心干燥即可得到所述碳材料负载Pt纳米颗粒材料。

可选的是，所述水和乙醇的溶液中水和乙醇的体积比为1：1。

可选的是，在磁力搅拌的同时向所述分散液中加入氯铂酸溶液。

可选的是，在常温下进行所述步骤S2。

可选的是，所述氯铂酸的浓度小于1g/L。

可选的是，所述紫外光照射的时间为1小时以上。

可选的是，所述碳材料包括石墨烯、碳纳米管和炭黑中的一种以上。