0rpm的轉(zhuǎn)速離心15min，得到固體產(chǎn)物，利用乙醇和去離子水的混合溶液對產(chǎn)物進(jìn)行離心洗滌5次，在溫度為80°C條件下真空干燥3h，即可得到氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線擔(dān)載PtRu納米顆粒。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線催化劑載體，其特征在于所述催化劑載體為具有核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線，所述核鞘結(jié)構(gòu)以金屬氧化物為內(nèi)核、碳為外鞘。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線催化劑載體，其特征在于所述納米線直徑為3-200nm，碳鞘厚度為0.5_20nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線催化劑載體，其特征在于所述金屬氧化物為 Al203、Ga203、Si02、Ge02、Ti02、Zr02、V205、Cr203、Mn02、Fe203、Fe3O4、Co2O3、Ni O、CuO、ZnO、Nb2O5、MoO3、RuO2、I n203、SnO2、Sb2O3、Sb2O5、T1203、PbO、B i 203、La2O3、Ta2O5' W02、W03、Bi2O3和 CeO 2中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線催化劑載體，其特征在于所述金屬氧化物為金屬摻雜型氧化物，摻雜金屬為Pt、Pd、Ru、Os、Rh、Ir、Ag、Au、Re、Cr、Fe、Mn、Co、N1、Cu、Zn、In、Sn 和 Sb 中的一種或其中幾種，摻雜比例為 0.l~40wt.%05.一種權(quán)利要求1所述具有金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線催化劑載體的制備方法，其特征在于所述方法具體是按以下步驟完成的: 一、準(zhǔn)備均一透明的反應(yīng)物溶液:將濃度為10~100mmoL/L的氧化物前驅(qū)體或氧化物前驅(qū)體和金屬摻雜物前驅(qū)體的混合溶液及濃度為0.01~lmoL/L的酸溶液在100~1000 rpm的攪拌速度下攪拌10~ 120 min分散于多元醇中，控制混合溶液中金屬摻雜物前驅(qū)體與氧化物前驅(qū)體摩爾比為0.001-0.3，多元醇與酸的物質(zhì)的量比為(200~4000):1，多元醇與氧化物前驅(qū)體物質(zhì)的量比例為(800~1200):1 ； 二、溶劑熱反應(yīng):將混合溶液置于高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為120~300°C，反應(yīng)時(shí)間為0.5~15h，待反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻至室溫； 三、離心洗滌及干燥:在2000~15000rpm的轉(zhuǎn)速下離心10~30min，得到固體產(chǎn)物，利用乙醇和去離子水的混合溶液對產(chǎn)物進(jìn)行離心洗滌3~10次，在溫度為50~120°C條件下真空干燥3~12h，即得到具有樹枝狀結(jié)構(gòu)氧化物或金屬摻雜氧化物納米線； 四、包覆碳鞘: 將具有樹枝狀結(jié)構(gòu)的金屬氧化物納米線與有機(jī)溶液按質(zhì)量比10?30:100混合，并在100-1000 rpm的攪拌速度下攪拌10~120 min得到分散良好的懸濁液；將分散好的懸濁液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，于120?300°C反應(yīng)3?10小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，將物料冷卻至室溫后過濾，并先后用水和乙醇沖洗；將洗滌后的物料在真空或惰性環(huán)境下，于80?120°C干燥3?6小時(shí)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線催化劑載體的制備方法，其特征在于所述步驟四替換為:將具有樹枝狀結(jié)構(gòu)的金屬氧化物納米線升溫至400?900°C，以0.2 ~ 10L/min的流速持續(xù)通入有機(jī)化合物氣體，進(jìn)行化學(xué)氣相沉積包碳10~120 min，得到化學(xué)氣相沉積碳包覆的金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線催化劑載體。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線催化劑載體的制備方法，其特征在于所述多元醇為乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、異丙醇、二縮二乙二醇、一縮二丙二醇、三羥甲基丙烷、甘油中的一種或其中幾種的混合物；所述金屬氧化物的前驅(qū)體中金屬為Al、Ga、S1、Ge、T1、Zr、V、Cr、Mn、Fe、Fe、Co、N1、Cu、Zn、Nb、Mo、Ru、In、Sn、Sb、Sb、Tl、Pb、B1、La、Ta、W和Ce中的一種;所述金屬摻雜物前驅(qū)體中金屬為 Pt、Pd、Ru、Os、Rh、Ir、Ag、Au、Re、Cr、Fe、Mn、Co、N1、Cu、Zn、In、Sn、和 Sb 中的一種或其中幾種；所述酸溶液為硝酸、硫酸、鹽酸、高氯酸，碘酸、草酸、亞硝酸、磷酸、亞硫酸的一種或其中幾種的混合物；所述有機(jī)溶液為葡萄糖、蔗糖、淀粉、尿素、三聚氰胺、檸檬酸、檸檬酸鈉、環(huán)糊精、羥甲基纖維素鈉、脂肪酸、谷氨酸、丙氨酸中的一種或其中幾種的混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線催化劑載體的制備方法，其特征在于所述有機(jī)化合物氣體為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、乙二胺、尿素、苯胺、三聚氰胺、噻吩、檸檬酸中的一種或其中幾種的混合物。9.一種權(quán)利要求1所述具有金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線催化劑載體擔(dān)載金屬納米顆粒的制備方法，其特征在于所述方法具體是按以下步驟完成的: 一、準(zhǔn)備均一透明的反應(yīng)物溶液:將濃度為10~100mmoL/L的氧化物前驅(qū)體或氧化物前驅(qū)體和金屬摻雜物前驅(qū)體的混合溶液及濃度為0.01~lmoL/L的酸溶液在100~1000 rpm的攪拌速度下攪拌10~ 120 min分散于多元醇中，控制混合溶液中金屬摻雜物前驅(qū)體與氧化物前驅(qū)體摩爾比為0.001-0.3，多元醇與酸的物質(zhì)的量比為(200~4000):1，多元醇與氧化物前驅(qū)體物質(zhì)的量比例為(800~1200):1 ； 二、溶劑熱反應(yīng):將混合溶液置于高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為120~300°C，反應(yīng)時(shí)間為0.5~15h，待反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻至室溫； 三、離心洗滌及干燥:在2000~15000rpm的轉(zhuǎn)速下離心10~30min，得到固體產(chǎn)物，利用乙醇和去離子水的混合溶液對產(chǎn)物進(jìn)行離心洗滌3~10次，在溫度為50~120°C條件下真空干燥3~12h，即得到具有樹枝狀結(jié)構(gòu)氧化物或金屬摻雜氧化物納米線； 四、包覆碳鞘: 將具有樹枝狀結(jié)構(gòu)的金屬氧化物納米線與有機(jī)溶液按質(zhì)量比10?30:100混合，并在100-1000 rpm的攪拌速度下攪拌10~120 min得到分散良好的懸濁液；將分散好的懸濁液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，于120?300°C反應(yīng)3?10小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，將物料冷卻至室溫后過濾，并先后用水和乙醇沖洗；將洗滌后的物料在真空或惰性環(huán)境下，于80?120°C干燥3?6小時(shí)； 五、擔(dān)載金屬納米顆粒:將具有樹枝狀結(jié)構(gòu)的金屬氧化物納米線載體與有機(jī)溶液按質(zhì)量比1:50?250混合，并在100~1000 rpm的攪拌速度下I ~ 6h得到分散良好的懸濁液；將分散好的懸濁液中按質(zhì)量比為1:0.1?1.0滴加金屬納米粒子前驅(qū)體溶液，通過NaOH將溶液的pH調(diào)到8~12，將懸濁液置于800W的微波反應(yīng)器中，加熱反應(yīng)30 ~ 600 S，反應(yīng)結(jié)束后，將物料冷卻至室溫后過濾，并先后用水和乙醇沖洗；將洗滌后的物料在真空或惰性環(huán)境下，于80?120°C干燥3?6小時(shí)，可得到以金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線為載體擔(dān)載金屬納米顆粒的催化劑。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線催化劑載體擔(dān)載金屬納米顆粒的制備方法，其特征在于所述步驟四替換為:將具有樹枝狀結(jié)構(gòu)的金屬氧化物納米線升溫至400?900°C，以0.2 ~ 10L/min的流速持續(xù)通入有機(jī)化合物氣體，進(jìn)行化學(xué)氣相沉積包碳10~120 min，得到化學(xué)氣相沉積碳包覆的金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線催化劑載體。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有金屬氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線催化劑載體及擔(dān)載催化劑的制備方法，所述催化劑載體為具有核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線，所述核鞘結(jié)構(gòu)以金屬氧化物為內(nèi)核、碳為外鞘，其制備方法為：一、準(zhǔn)備均一透明的反應(yīng)物溶液；二、溶劑熱反應(yīng)；三、離心洗滌及干燥；四、包覆碳鞘。本發(fā)明氧化物/碳的核鞘結(jié)構(gòu)的樹枝狀納米線載體及擔(dān)載金屬納米粒子的制備方法操作簡單，易于控制，制備過程無需模板，可用氯化鹽、硝酸鹽等普通前驅(qū)體，避免了制備特殊結(jié)構(gòu)催化劑所需的金屬有機(jī)化合物，進(jìn)一步降低成本。
【IPC分類】H01M4/90, B82Y30/00
【公開號(hào)】CN105047952
【申請?zhí)枴緾N201510294417
【發(fā)明人】杜春雨, 譚強(qiáng), 孫雍榮, 尹鴿平, 高云智, 左朋建, 程新群, 馬玉林
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月2日