專利名稱：一種雙貴金屬納米催化劑顆粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精細化工領(lǐng)域，尤其是涉及雙貴金屬納米催化劑顆粒的制備。
背景技術(shù)：
貴金屬納米顆粒用于制備納米催化劑,廣泛應用于石油化工、精細化工及生物化學領(lǐng)域，如用于選擇性加氫的PdAI2O3催化劑，用于異構(gòu)化反應的的Pt/分子篩催化劑，用于氧化反應的Ag/Au催化劑。其晶粒尺寸小于100納米，晶粒中位于晶界和表面的原子占了相當大的比例，具有大比表面積、高表面能等特性，表現(xiàn)出良好的催化活性和催化選擇性。雙金屬納米顆粒可改變單金屬納米顆粒的催化活性、選擇性和抗失活性，同時可減少昂貴金屬的用量。在催化劑制備科學中，雙貴金屬納米催化劑顆粒的制備已經(jīng)得到人們的更 多關(guān)注。國內(nèi)外科研工作者已經(jīng)研發(fā)了相關(guān)貴金屬納米顆粒的不同制備方法。如美國M.A. El-Sayed等人在惰性氣氛下，氫氣還原金屬鉬離子得到單分散的鉬納米顆粒膠體溶液；美國Y. N. Xia等人采用晶核控制生長的方法，以納米鈀顆粒為晶核，輔以表面活性劑PVP，用抗壞血酸還原鉬離子，制備鉬鈀納米顆粒；日本Hirai等人通過醇-水回流，還原金屬前體法制得高分子穩(wěn)定的貴金屬膠體；南朝鮮S. ff. Han等人在表面活性劑PVP存在下，通過聯(lián)氨還原鈀、金離子制備了樹狀鈀金納米顆粒。清華大學李亞棟等人將以十八胺為溶劑和還原劑，溶劑熱法制得金鎳納米顆粒；青島化工學院崔作林等人在真空室中，通過電弧高溫蒸發(fā)鎳和鈀，經(jīng)碰撞沉積得到鎳鈀合金納米催化劑。這些方法有的采用有機溶劑，存在潛在污染問題；有的還需要惰性氣氛或真空環(huán)境，設(shè)備要求高；有的工藝較復雜，適用面窄。因此，開發(fā)一種水相反應、工藝簡單、適用面廣的雙金屬納米顆粒制備方法具有重要的應用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水熱法制備高質(zhì)量雙金屬納米顆粒的方法。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
I、 本發(fā)明制備雙貴金屬納米顆粒，以鹵化鈉為礦化劑，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為還原劑，兩種金屬離子在水熱條件下反應生成雙金屬納米顆粒，所述的雙貴金屬為鉬、鈀、金、銀其中之二。2、 相應金屬離子選用易得的分析純無機鹽，如氯化鈀、氯亞鉬酸鉀、氯金酸、硝酸銀。鹵化鈉可選分析純溴化鈉、氟化鈉等，PVP為分析純試劑，平均分子量范圍為8000-40000。上述三種反應物的濃度應控制在一定范圍，濃度過高粉體容易產(chǎn)生團聚，濃度過低產(chǎn)率低。3、水熱反應的溫度控制在120-200攝氏度內(nèi)，反應時間控制在1_20小時內(nèi)，升溫過程和降溫過程可控制在1-10小時內(nèi)。
4、反應結(jié)束，生成的納米顆?？赏ㄟ^離心分離，除去上層溶液，再用去離子水洗滌和無水乙醇各洗滌一次，是為了除去未作用的反應物和雜質(zhì)，有機溶劑洗滌是為了減少團聚，加快顆粒的干燥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點水相反應、工藝簡單、適用面廣，制備的雙貴金屬納米顆粒為結(jié)晶態(tài)、純度高、分散度好。


圖I是平均粒徑為10. I nm的鉬鈀雙金屬顆粒的EDS譜圖；國2為平均粒徑為10. Inm的鉬鈀雙金屬顆粒的粉末X-射線衍射圖；圖3是平均粒徑為10. I nm的鉬鈀雙金屬顆粒的透射電鏡圖；圖4是平均粒徑為7. 2 nm的鈀金雙金屬顆粒的透射電鏡圖。
具體實施方式

實例I :把5. O mg氯化鈕1、10.0 mg氯亞鉬酸鉀、50. O mg溴化鈉、60. O mg聚乙烯吡咯烷酮(MW 8000)溶于15. O ml去離子水中，攪拌均勻，置于40ml的不銹鋼耐壓反應釜中，在180°C反應10小時后，所得沉淀經(jīng)離心分離，用去離子水和無水乙醇洗滌，干燥后得到黑色粉末。圖I為EDS譜圖，可知其只含鉬、鈀兩種元素；國2為粉末X-射線衍射圖，可知其為純的面心立方相鉬鈀雙金屬；圖3為透射電鏡圖，可知其為分散度好的納米顆粒，平均粒徑(長軸)為10. lnm。實例2 :把5. O mg氯化!Ε、5· O mg氯金酸、50. 0 mg溴化鈉、60. O mg聚乙烯卩比咯烷酮(MW 8000)溶于15.0 ml去離子水中，攪拌均勻，置于40ml的不銹鋼耐壓反應釜中，在160°C反應10小時后，所得沉淀經(jīng)離心分離，用去離子水和無水乙醇洗滌，干燥后得到黑色粉末。圖4為透射電鏡圖，可知其為分散度好的鈀金納米顆粒，平均粒徑為7. 2 nm。實例3 :把10. O mg氯亞鉬酸鉀、5. O mg氯金酸、50. O mg溴化鈉、30. O mg聚乙烯吡咯烷酮(MW 8000)溶于15. O ml去離子水中，攪拌均勻，置于40ml的不銹鋼耐壓反應釜中，在180°C反應15小時后，所得沉淀經(jīng)離心分離，用去離子水和無水乙醇洗滌，干燥后得到黑色粉末，其為分散度好的納米鉬金顆粒，平均粒徑為17.4 nm。
權(quán)利要求
1.一種雙貴金屬納米催化劑顆粒的制備方法，以鹵化鈉為礦化劑，以聚乙烯吡咯烷酮為還原劑，兩種貴金屬離子在水熱條件下還原反應生成雙金屬納米顆粒，所述的雙貴金屬為鉬、鈀、金、銀其中之二。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，貴金屬離子選用分析純無機鹽，如氯化鈀、氯亞鉬酸鉀、氯金酸、硝酸銀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，鹵化鈉為分析純溴化鈉、氟化鈉等。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，聚乙烯吡咯烷酮為分析純試劑，分子量在 8000-40000。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，水熱反應的溫度控制在120-200攝氏度內(nèi)，反應時間控制在1-20小時內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙貴金屬納米催化劑顆粒的水相制備方法。本發(fā)明制備了用作催化劑的雙貴金屬納米顆粒，以鹵化鈉為礦化劑，以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為還原劑，兩種貴金屬離子在水熱條件下還原反應生成雙貴金屬納米顆粒。本發(fā)明為水相反應、工藝簡單，制得的雙貴金屬納米顆粒為結(jié)晶態(tài)、純度高、分散度好。
文檔編號B01J35/02GK102962059SQ20111025820
公開日2013年3月13日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者周有福, 洪茂椿, 江飛龍 申請人:中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所