專利名稱：碳載高活性金或金-鉑合金或金核鉑殼結(jié)構(gòu)納米催化劑的制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種新的、經(jīng)濟的、簡單易于工業(yè)上實現(xiàn)的高活性碳載金基復合納米 催化劑的制備，具體說是利用巰基功能化碳黑來制備碳載金基復合納米催化劑的方法；
背景技術(shù)：
金歷來被認為是化學惰性的，且在催化性能方面遠不及鉬族金屬活潑。自從 Huruta(M. Haruta et al, J. Catal. 1989,115,301)于 1989 年發(fā)現(xiàn)高分散的納米金具有很 高的低溫CO催化氧化活性以來，納米金的催化作用已經(jīng)成為近年來的研究熱點。目前，納 米金催化劑已在燃料電池、化工過程、污染和排放控制、生物工程等領域顯示了廣闊的應用 前景(G. C. Bond, D.T.Thompson，Catal. Rev.-Sci. Eng.，1999，41 (3) ；319-388)，相關專利 申請呈現(xiàn)增長趨勢。由于納米金催化劑需對金納米粒子的尺寸進行控制，才能獲得較好的催化活性。 目前碳載金納米催化劑主要采用膠體負載法制備，該方法通過控制金溶膠中的金納米粒子 在5 15nm之間，然后通過吸附作用，以及活性炭表面的羥基、羧基及羰基等基團與金納 米粒子的相互作用將其負載在活性炭表面。CN1613589A公開了一種“金納米材料間接光化 學制備方法”，用間接光化學法金膠溶液，制備出金顆粒粒徑5 15nm，金負載量0. 5 3% (質(zhì)量比)的碳載金納米催化劑。金納米粒子粒徑越小催化活性越高，粒徑小至2 5nm 的金納米粒子具有很高的比表面積，將其負載在碳黑上可制備出催化活性高的納米金催化 劑，但是小粒徑的金納米粒子表面能高容易導致納米粒子之間相互聚集，且不易穩(wěn)定的負 載在碳黑表面。隨著納米制備技術(shù)與催化科學的迅猛發(fā)展，一些研究者從既能降低催化劑成本， 又能提高催化劑活性及CO容許量的角度考慮，制備金鉬合金結(jié)構(gòu)和金鉬核殼結(jié)構(gòu)的復合 納米碳載催化劑。小粒徑2 5nm的金鉬復合納米粒子同樣具有很高的比表面積，而且其 表面性質(zhì)既不像金納米粒子，也不像鉬納米粒子，存在難于把金鉬復合納米粒子負載在碳 黑表面的問題，故得到高負載量的金鉬復合納米催化劑較困難。為解決這一問題，鐘傳鍵等 人(C J Zhong etal, Langmuir. 2006,22 2892-2898)為增強小尺寸(2_5nm)的 AuPt 合金 納米粒子與碳黑的結(jié)合力，用了一系列的化學反應，將含巰基和氨基的基團修飾到AuPt合 金納米粒子表面，再把AuPt合金納米粒子負載到碳黑表面制備金鉬合金催化劑，但這種方 法制備的催化劑，AuPt合金納米粒子表面有一個殼層，使用前需除去。此外將碳材料表面 巰基功能化，也可解決一些碳材料與金屬材料的相容性和結(jié)合力問題，如CN1911793A公開 了一種“巰基化碳納米管的制備方法”，將碳納米管用濃硝酸和濃硫酸的混合酸處理，使其 接上羧基和羥基，然后用LiAlH4將接上的羧基還原成羥基，再用含鹵試劑與之反應，將碳 納米管上的羥基轉(zhuǎn)化成鹵基，最后用氫硫化物與鹵基化的碳納米管反應，得到巰基修飾的 碳納米管。這種方法存在工藝復雜，不易控制的問題；

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能將小粒徑的金或金_鉬合金 或金核鉬殼結(jié)構(gòu)納米粒子高效負載到碳黑表面，制備碳載高活性金或金鉬復合納米催化劑 的方法。本發(fā)明催化劑，其載體為碳黑，活性組分為金或金_鉬合金或金核鉬殼結(jié)構(gòu)納米 粒子，其特征是，利用自組裝方法，以改性化學試劑的η-η鍵修飾多孔碳獲得巰基功能化 的碳黑載體，再將預先合成好的1 15nm的小尺寸金納米粒子或金-鉬合金或金核鉬殼結(jié) 構(gòu)納米粒子沉積到巰基功能化的碳黑表面，得到具有高活性的金或金_鉬合金或金核鉬殼 結(jié)構(gòu)納米碳載催化劑，其中金鉬的質(zhì)量比=1 0.5 3，所說的碳黑為市售的Vulcan XC-72碳黑，所說的催化劑的具體制備工序如下A.在碳黑中加入無水乙醇，超聲lh，然后加入改性化學試劑溶液，超聲0. 15h，碳 黑改性化學試劑無水乙醇質(zhì)量比=1 0.5 108 39. 5 1975，靜置5 45天，過 濾，50ml 二次水洗滌，60°C真空干燥2h，得到表面巰基化的碳黑；B.在Au(III)含量為0.01襯％的氯金酸水溶液中加入1質(zhì)量％的聚乙烯吡咯烷 酮做保護劑，再加入0. 硼氫化鈉做還原劑，Au(III)聚乙烯吡咯烷酮硼氫化鈉的 質(zhì)量比=1 3 0.4，攪拌0. 25h，反應溫度為10 50°C，得到金膠體溶液；C.在Au(III)含量為0. Olwt%氯金酸和Pt(IV)含量為0. Olwt%氯鉬酸的混合 水溶液中，其中金鉬的質(zhì)量比=1 0.25 4，加入1質(zhì)量％聚乙烯吡咯烷酮做保護 劑，再加入0. 硼氫化鈉做還原劑，Au(III)聚乙烯吡咯烷酮硼氫化鈉的質(zhì)量比= 1:3: 0.4,Pt (IV)聚乙烯吡咯烷酮硼氫化鈉的質(zhì)量比=1 3 0.8，攪拌0.2511， 反應溫度為10 50°C，得到金-鉬合金結(jié)構(gòu)的膠體溶液；D.在工序B得到的金膠體溶液中加入Pt(IV)含量為0.01襯％氯鉬酸水溶液， 其中金鉬的質(zhì)量比=1 0. 25 4，加入聚乙烯吡咯烷酮和0. 硼氫化鈉， Pt(IV)聚乙烯吡咯烷酮硼氫化鈉的質(zhì)量比=1 3 0.8，攪拌0.251!，反應溫度為 10 50°C，得到金核鉬殼結(jié)構(gòu)的膠體溶液；E.將工序A所得的碳黑加入到工序B得到的金膠體溶液中，保持金碳黑的質(zhì)量 比=1 64 100，超聲0. 15h，攪拌24h，過濾，用二次水洗滌至無可檢測出Cr，60°C真空 干燥2h，得到碳載納米金催化劑；F.將工序A所得的碳黑加入到工序C得到的金-鉬合金結(jié)構(gòu)的膠體溶液中，保持 金鉬碳黑的質(zhì)量比=10 25 100，超聲0. 15h，攪拌24h，過濾，用去二次水洗滌至無可 檢測出Cr，60°C真空干燥2h，得到碳載納米金-鉬合金結(jié)構(gòu)的催化劑；G.將工序A所得的碳黑加入到工序D得到的金核鉬殼結(jié)構(gòu)的膠體溶液中，保持金 鉬碳黑的質(zhì)量比=5 25 100，超聲0. 15h，攪拌24h，過濾，用去離子水洗滌至無可檢 測出Cr，60°C真空干燥2h，得到碳載納米金核鉬殼結(jié)構(gòu)的催化劑。上面所說的改性化學試劑為苯硫酚、甲基苯硫酚、4-氨基苯硫酚、對甲基苯硫酚、 2，6_ 二甲基苯硫酚、2-氨基苯硫酚及3-氨基苯硫酚中之任一種。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點或積極效果1、金的負載率高多孔碳表面的單層巰基與金納米粒子形成共價鍵，能完全把金 溶膠里面的納米粒子吸附到多孔碳表面，負載率高達98% ；
2、金的負載量可控可制備質(zhì)量比在1 64%范圍的金碳催化劑；3、催化劑的活性高金納米顆粒尺寸分布均勻且能夠控制(1 15nm)，且金納米 顆粒通過含有導電苯環(huán)的化學鍵與多孔碳連接，增強了金納米粒子與碳的相互作用；4、方法成本低、工藝簡單、對設備要求低，具有很好的工業(yè)應用前景


圖1為金溶膠的紫外可見分光吸收光譜圖。 圖2為巰基化碳黑表面巰基(-SH)的高分辨XPS圖。圖3為巰基化碳黑負載金納米粒子的高分辨XPS圖。圖4為巰基化碳黑表面負載不同金鉬質(zhì)量比(金與鉬質(zhì)量比為4 1、1 1、 1 4)的金核鉬殼納米粒子的XPS圖。圖5為巰基化碳黑負載金納米粒子制備的金與碳的質(zhì)量比為64 100金碳催化 劑的TEM圖。本發(fā)明的納米金催化劑的金顆粒尺寸通過透射電子顯微鏡(TEM)測試，本發(fā)明的碳黑 表面巰基化，以及納米金催化劑的化學組成及化學狀態(tài)通過X光電子能譜儀(XPS)分析證實。
具體實施例方式下面用實施例對本發(fā)明作進一步說明實施例1催化劑制備步驟如下1.在0. 2g碳黑中加入80ml無水乙醇，超聲lh，然后加入0. 2ml改性化學試劑苯 硫酚溶液(分析純)，超聲0. 15h，靜置10天，過濾，用50ml 二次水洗滌，60°C真空干燥2h， 就得到表面巰基化的碳黑。2.取Au(III)含量為2襯％的氯金酸水溶液0. 25ml加水稀釋到50ml，加入 的聚乙烯基吡咯烷酮1. 5ml做保護劑，再加入0. 的硼氫化鈉2ml做還原劑，攪拌 0. 25h，反應溫度為10°C，得到金膠體溶液。3.將0. lg步驟1所得的碳黑加入到10ml步驟2的金膠體溶液中，超聲0. 15h，攪 拌24h，過濾，用二次水洗滌至無可檢測出C1_，60°C干燥2h，得到金碳黑質(zhì)量比=1 100 的碳載納米金催化劑，TEM表征出的碳黑表面上的粒徑在1 2. 5nm范圍。實施例2催化劑制備步驟如下1.在0. 2g碳黑中加入100ml無水乙醇，超聲lh，然后加入0. 2ml改性化學試劑苯 硫酚溶液(分析純)，超聲0. 15h，靜置7天，過濾，用50ml 二次水洗滌，60°C真空干燥2h，就 得到表面巰基化的碳黑。2.取Au(III)含量2襯％的氯金酸水溶液0. 25ml加水稀釋到50ml，加入1襯％的 聚乙烯基吡咯烷酮1. 5ml做保護劑，再加入0. 的硼氫化鈉2ml做還原劑，攪拌0. 25h， 反應溫度為25°C，得到金膠體溶液。3.稱取0. 005g步驟1所得的碳黑加入到33ml步驟2的金膠體溶液中，超聲 0. 15h，攪拌24h，過濾，用二次水水洗滌至無可檢測出C1_，60°C真空干燥2h，得到金碳黑
5質(zhì)量比=64 100的碳載納米金催化劑。TEM表征出的碳黑表面上的金顆粒粒徑在2 4nm范圍，見說明書附圖5。實施例3催化劑制備步驟如下1.在0. 2g碳黑中加入IOml無水乙醇，超聲lh，然后加入0. Iml改性化學試劑苯 硫酚溶液(分析純)，超聲0. 15h，靜置5天，過濾，用50ml 二次水洗滌，60°C真空干燥2h，就 得到表面巰基化的碳黑。2.取Au (III)含量為2襯％的氯金酸水溶液0. 5ml加水稀釋到100ml，加入的 聚乙烯基吡咯烷酮3ml做保護劑，再加入0. Iwt %的硼氫化鈉4ml做還原劑，攪拌0. 25h，反 應溫度為30°C，得到金膠體溶液。3.在0. 016g步驟1所得的碳黑中加入40ml步驟2的金膠體溶液中，超聲0. 15h， 攪拌24h，過濾，用二次水洗滌至無可檢測出C1_，60°C真空干燥2h，得到金碳黑質(zhì)量比= 25 100的碳載納米金催化劑。TEM表征出的碳黑表面上的金顆粒粒徑在4 Snm范圍。實施例4催化劑制備步驟如下1.在0. 2g碳黑中加入500ml無水乙醇，超聲lh，然后加入20ml改性化學試劑苯 硫酚溶液(分析純)，超聲0. 15h，靜置45天，過濾，用50ml 二次水洗滌，60°C真空干燥2h， 就得到表面巰基化的碳黑。2.取Au(III)含量為0.01襯％的氯金酸水溶液0.5ml加水稀釋到100ml，加入 的聚乙烯基吡咯烷酮3ml做保護劑，再加入0. 的硼氫化鈉4ml做還原劑，攪拌
0. 25h，反應溫度為50°C，得到金膠體溶液。3.在0. 016g步驟1所得的碳黑中加入40ml步驟2的金膠體溶液中，超聲0. 15h， 攪拌24h，得到金碳黑質(zhì)量比=25 100的碳載納米金催化劑。TEM表征出的碳黑表面 上的金顆粒粒徑在8 15nm范圍。實施例5催化劑制備步驟如下1.在0. 2g碳黑中加入400ml無水乙醇，超聲0. 5h，然后加入IOml改性化學試劑苯 硫酚溶液(分析純)，超聲0. 15h，靜置30天，過濾，用50ml 二次水洗滌，60°C真空干燥2h， 就得到表面巰基化的碳黑。2.在Au (III)含量為0.04襯％的氯金酸水溶液50ml和Pt (IV)含量為0.0Iwt %的 氯鉬酸水溶液50ml中，金鉬的質(zhì)量比=4 1，加入Iwt%的聚乙烯基吡咯烷酮3ml做保 護劑，再加入0. Iwt %的硼氫化鈉12ml做還原劑，攪拌0. 25h，反應溫度為10°C，得到金-鉬 合金結(jié)構(gòu)的膠體溶液。3.取步驟1所制備的碳黑0. Ig加入到步驟2制備的金鉬合金結(jié)構(gòu)的膠體溶液， 超聲0. 15h，攪拌24h，過濾，用二次水洗滌至無可檢測出C1_，60°C真空干燥2h，得到金鉬顆 粒碳黑質(zhì)量比=25 100的碳載納米金-鉬合金結(jié)構(gòu)的催化劑。TEM表征出的碳黑表面 上的金_鉬合金顆粒粒徑在1 5nm范圍。實施例6催化劑制備步驟如下
1.在0. 2g碳黑中加入400ml無水乙醇，超聲0. 5h，然后加入IOml改性化學試劑苯 硫酚溶液(分析純)，超聲0. 15h，靜置30天，過濾，用50ml 二次水洗滌，60°C真空干燥2h， 就得到表面巰基化的碳黑。2.在Au (III)含量為0.0Iwt %的氯金酸水溶液50ml和Pt (IV)含量為0.0Iwt %的 氯鉬酸水溶液50ml中，金鉬的質(zhì)量比=1 1，加入Iwt%的聚乙烯基吡咯烷酮3ml做保 護劑，再加入0. Iwt %的硼氫化鈉6ml做還原劑，攪拌0. 25h，反應溫度為20°C，得到金-鉬 合金結(jié)構(gòu)的膠體溶液。3.取步驟1所制備的碳黑0. Ig加入到步驟2制備的金鉬合金結(jié)構(gòu)的膠體溶液， 超聲0. 15h，攪拌24h，過濾，用二次水洗滌至無可檢測出C1_，60°C真空干燥2h，得到金鉬顆 粒碳黑質(zhì)量比=10 100的碳載納米金-鉬合金結(jié)構(gòu)的催化劑。TEM表征出的碳黑表面 上的金_鉬合金顆粒粒徑在3 Snm范圍。實施例7催化劑制備步驟如下1.在0. 2g碳黑中加入400ml無水乙醇，超聲lh，然后加入20ml改性化學試劑苯 硫酚溶液(分析純)，超聲0. 15h，靜置5天，過濾，用50ml 二次水洗滌，60°C真空干燥2h，就 得到表面巰基化的碳黑。2.在Au (III)含量為0.0Iwt %的氯金酸水溶液50ml和Pt (IV)含量為0.03襯％的 氯鉬酸水溶液50ml中，金鉬的質(zhì)量比=1 4，加入Iwt%的聚乙烯基吡咯烷酮3ml做保 護劑，再加入0. Iwt %的硼氫化鈉18ml做還原劑，攪拌0. 25h，反應溫度為50°C，得到金-鉬 合金結(jié)構(gòu)的膠體溶液。3.取步驟1所制備的碳黑0. 5g加入到步驟2制備的金鉬合金結(jié)構(gòu)的膠體溶液，超 聲0. 15h，攪拌24h，過濾，用二次水水洗滌至無可檢測出C1_，60°C真空干燥2h，得到金鉬 碳黑質(zhì)量比=5 100的碳載納米金-鉬合金結(jié)構(gòu)的催化劑。TEM表征出的碳黑表面上的 金_鉬合金顆粒粒徑在8 15nm范圍。實施例8催化劑制備步驟如下1.在0.2g碳黑中加入IOOml無水乙醇，超聲lh，然后加入0.4ml改性化學試劑苯 硫酚溶液(分析純)，超聲0. 15h，靜置30天，過濾，用50ml 二次水洗滌，60°C真空干燥2h， 就得到表面巰基化的碳黑。2.在Au (III)含量為0. 04wt %的氯金酸水溶液50ml中，加入Iwt %的聚乙烯基 吡咯烷酮1. 5ml做保護劑，再加入0. Iwt %的硼氫化鈉8ml做還原劑，攪拌0. 25h，再加入 Pt(IV)含量為0.01襯％的氯鉬酸水溶液50ml，其中金鉬的質(zhì)量比=4 1，加入1襯％的 聚乙烯基吡咯烷酮1. 5ml做保護劑，再加入0. 的硼氫化鈉4ml做還原劑，攪拌0. 25h， 反應溫度為10°C，得到金核鉬殼結(jié)構(gòu)的膠體溶液；3.取步驟1制備的碳黑0. lg，加入到步驟2制備的金核鉬殼結(jié)構(gòu)的膠體溶液，超 聲0. 15h，攪拌24h，過濾，用去離子水洗滌至無可檢測出C1_，60°C真空干燥2h，得到金鉬 碳黑質(zhì)量比=25 100的碳載金核鉬殼結(jié)構(gòu)的催化劑。TEM表征出的碳黑表面上的金核鉬 殼顆粒粒徑在1 5nm范圍。實施例9
催化劑制備步驟如下1.在0.2g碳黑中加入IOOml無水乙醇，超聲lh，然后加入0.4ml改性化學試劑苯 硫酚溶液(分析純)，超聲0. 15h，靜置30天，過濾，用50ml 二次水洗滌，60°C真空干燥2h， 就得到表面巰基化的碳黑。2.在Au(III)含量為0.01襯％的氯金酸水溶液50ml中，加入的聚乙烯基 吡咯烷酮1. 5ml做保護劑，再加入0. Iwt %的硼氫化鈉2ml做還原劑，攪拌0. 25h，再加入 Pt(IV)含量為0. Olwt %的氯鉬酸水溶液50ml，其中金鉬的質(zhì)量比=1 1，加入1襯％的 聚乙烯基吡咯烷酮1. 5ml做保護劑，再加入0. 的硼氫化鈉4ml做還原劑，攪拌0. 25h， 反應溫度為20°C，得到金核鉬殼結(jié)構(gòu)的膠體溶液；3.取步驟1制備的碳黑0. lg，加入到步驟2制備的金核鉬殼結(jié)構(gòu)的膠體溶液，超 聲0. 15h，攪拌24h，過濾，用去離子水洗滌至無可檢測出C1_，60°C真空干燥2h，得到金鉬 碳黑質(zhì)量比=10 100的碳載金核鉬殼結(jié)構(gòu)的催化劑。TEM表征出的碳黑表面上的金核鉬 殼顆粒粒徑在3 8nm范圍。實施例10催化劑制備步驟如下1.在0.2g碳黑中加入IOOml無水乙醇，超聲lh，然后加入0.4ml改性化學試劑苯 硫酚溶液(分析純)，超聲0. 15h，靜置30天，過濾，用50ml 二次水洗滌，60°C真空干燥2h， 就得到表面巰基化的碳黑。2.在Au(III)含量為0.01襯％的氯金酸水溶液50ml中，加入的聚乙烯基 吡咯烷酮1. 5ml做保護劑，再加入0. Iwt %的硼氫化鈉2ml做還原劑，攪拌0. 25h，再加入 Pt(IV)含量為0.04襯％的氯鉬酸水溶液50ml，其中金鉬的質(zhì)量比=1 4，加入Iwt % 的聚乙烯基吡咯烷酮1.5ml做保護劑，再加入0. Iwt %的硼氫化鈉16ml做還原劑，攪拌 0. 25h，反應溫度為50°C，得到金核鉬殼結(jié)構(gòu)的膠體溶液；3.取步驟1制備的碳黑0. 5g，加入到步驟2制備的金核鉬殼結(jié)構(gòu)的膠體溶液，超 聲0. 15h，攪拌24h，過濾，用去離子水洗滌至無可檢測出C1_，60°C真空干燥2h，得到金鉬顆 粒碳黑質(zhì)量比=5 100的碳載金核鉬殼結(jié)構(gòu)的催化劑。TEM表征出的碳黑表面上的金 核鉬殼顆粒粒徑在8 15nm范圍。實施例11催化劑制備過程同實施例1基本相同，只是改性化學試劑為甲基苯硫酚。實施例12催化劑制備過程同實施例1基本相同，只是改性化學試劑為4-氨基苯硫酚。實施例13催化劑制備過程同實施例1基本相同，只是改性化學試劑為對甲基苯硫酚。實施例14催化劑制備過程同實施例1基本相同，只是改性化學試劑為2，6_ 二甲基苯硫酚。實施例15催化劑制備過程同實施例1基本相同，只是改性化學試劑為2-氨基苯硫酚。實施例16催化劑制備過程同實施例1基本相同，只是改性化學試劑為3-氨基苯硫酚。
權(quán)利要求
一種碳載高活性金或金 鉑合金或金核鉑殼結(jié)構(gòu)納米催化劑的制備方法，其載體為碳黑，活性組分為金或金 鉑合金或金核鉑殼結(jié)構(gòu)納米粒子，其特征是，利用自組裝方法，以改性化學試劑的π π鍵修飾多孔碳獲得巰基功能化的碳黑載體，再將預先合成好的1～15nm的小尺寸金納米粒子或金 鉑合金或金核鉑殼結(jié)構(gòu)納米粒子沉積到巰基功能化的碳黑表面，得到具有高活性的金或金 鉑合金或金核鉑殼結(jié)構(gòu)納米碳載催化劑，其中金∶鉑的質(zhì)量比＝1∶0.25～4，所說的碳黑為市售的Vulcan XC 72碳黑，所說的催化劑的具體制備工序如下A.在碳黑中加入無水乙醇，超聲1h，然后加入改性化學試劑溶液，超聲0.15h，碳黑∶改性化學試劑∶無水乙醇質(zhì)量比＝1∶0.5～108∶39.5～1975，靜置5～45天，過濾，50ml二次水洗滌，60℃真空干燥2h，得到表面巰基化的碳黑；B.在Au(III)含量為0.01wt％的氯金酸水溶液中加入1wt％的聚乙烯吡咯烷酮做保護劑，再加入0.1wt％硼氫化鈉做還原劑，Au(III)∶聚乙烯吡咯烷酮∶硼氫化鈉的質(zhì)量比＝1∶3∶0.4，攪拌0.25h，反應溫度為10～50℃，得到金膠體溶液；C.在Au(III)含量為0.01wt％氯金酸和Pt(IV)含量為0.01wt％氯鉑酸的混合水溶液中，其中金∶鉑的質(zhì)量比＝1∶0.25～4，加入1wt％聚乙烯吡咯烷酮做保護劑，再加入0.1wt％硼氫化鈉做還原劑，Au(III)∶聚乙烯吡咯烷酮∶硼氫化鈉的質(zhì)量比＝1∶3∶0.4，Pt(IV)∶聚乙烯吡咯烷酮∶硼氫化鈉的質(zhì)量比＝1∶3∶0.8，攪拌0.25h，反應溫度為10～50℃，得到金 鉑合金結(jié)構(gòu)的膠體溶液；D.在工序B得到的金膠體溶液中加入Pt(IV)含量為0.01wt％氯鉑酸水溶液，其中金∶鉑的質(zhì)量比＝1∶0.25～4，加入1wt％聚乙烯吡咯烷酮和0.1wt％硼氫化鈉，Pt(IV)∶聚乙烯吡咯烷酮∶硼氫化鈉的質(zhì)量比＝1∶3∶0.8，攪拌0.25h，反應溫度為10～50℃，得到金核鉑殼結(jié)構(gòu)的膠體溶液；E.將工序A所得的碳黑加入到工序B得到的金膠體溶液中，保持金∶碳黑的質(zhì)量比＝1～64∶100，超聲0.15h，攪拌24h，過濾，用二次水洗滌至無可檢測出Cl ，60℃真空干燥2h，得到碳載納米金催化劑；F.將工序A所得的碳黑加入到工序C得到的金 鉑合金結(jié)構(gòu)的膠體溶液中，保持金鉑∶碳黑的質(zhì)量比＝5～25∶100，超聲0.15h，攪拌24h，過濾，用去二次水洗滌至無可檢測出Cl ，60℃真空干燥2h，得到碳載納米金 鉑合金結(jié)構(gòu)的催化劑；G.將工序A所得的碳黑加入到工序D得到的金核鉑殼結(jié)構(gòu)的膠體溶液中，保持金鉑∶碳黑的質(zhì)量比＝5～25∶100，超聲0.15h，攪拌24h，過濾，用去離子水洗滌至無可檢測出Cl ，60℃真空干燥2h，得到碳載納米金核鉑殼結(jié)構(gòu)的催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，所說的改性化學試劑為苯硫酚、甲基苯硫酚、 4-氨基苯硫酚、對甲基苯硫酚、2，6- 二甲基苯硫酚、2-氨基苯硫酚及3-氨基苯硫酚中之任 一種。
全文摘要
一種碳載高活性金或金-鉑合金或金核鉑殼結(jié)構(gòu)納米催化劑的制備方法，其載體為碳黑，活性組分為金或金-鉑合金或金核鉑殼結(jié)構(gòu)納米粒子，其特征是，利用自組裝方法，以改性化學試劑的π-π鍵修飾多孔碳獲得巰基功能化的碳黑載體，再將金納米粒子或金-鉑合金或金核鉑殼結(jié)構(gòu)納米粒子沉積到巰基功能化的碳黑表面，得到具有高活性的金或金-鉑合金或金核鉑殼結(jié)構(gòu)納米碳載催化劑。本發(fā)明方法所得到的催化劑的金的負載率高；金的負載量可控，可制備質(zhì)量比在1～64％范圍的金碳催化劑；催化劑的活性高，金納米顆粒尺寸分布均勻且能夠控制，金納米顆粒通過含有導電苯環(huán)的化學鍵與多孔碳連接，增強了金納米粒子與碳的相互作用；方法成本低、工藝簡單、對設備要求低，具有很好的工業(yè)應用前景。
文檔編號B01J35/02GK101890368SQ20101020308
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者徐洋洋, 楊喜昆, 段建軍, 溫河莉 申請人:昆明理工大學