一种枝状的铜钯纳米晶合金的制备方法及其产物技术

本发明专利技术涉及一种枝状的铜钯纳米晶合金的制备方法，将钯前驱体、铜前驱体和分散剂溶解于溶剂中，继续加入还原剂，在120～160℃下反应1～2h，离心分离得到枝状的铜钯纳米晶合金；所述的钯前驱体选自乙酰丙酮钯、醋酸钯或硝酸钯；所述的铜前驱体选自乙酰丙酮铜、氯化铜、硝酸铜或硫酸铜；本发明专利技术还涉及一种枝状的铜钯纳米晶合金。该制备方法，可以制备尺寸大小可调、分散性好的枝状纳米晶，且制备方法简单，重复性高，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属纳米材料的制备领域，具体涉及一种枝状的铜钯纳米晶合金的制备方法及其产物。
技术介绍
纳米材料由于其纳米量级的尺寸让它具有宏观材料不具备的特性，尺寸效应、量子点效应等效应使其产生了不同于宏观材料的光、电、磁、力学、机械等性能，因而可以广泛地应用在光、电、磁、催化、能量的存储与转化等领域。钯基纳米材料是一种常见的贵金属纳米材料，它在一氧化碳、石油裂解、甲酸氧化、有机合成以及汽车尾气降解等多相催化反应中有着重要的应用，是一种常见的纳米催化剂。钯基纳米材料的成分、形貌和结构是影响其催化性能的关键因素，因此精确化控制钯基纳米材料的形貌、成分是提高钯基纳米材料的有效途径。将钯与第二种金属元素M(Pt、Au、Cu、Co、Ni等)形成合金纳米晶后不仅能提高钯基合金纳米晶的催化性能，如果第二种金属是过渡金属时还可以减少钯的用量，降低催化剂成本。人们通过共还原法、热分解有机金属源、电化学法、模板法，制备得到多种高催化活性的Pd-M(M＝Fe，Co，Ni，Cu，Mn，Sn，Au，Pt等)纳米晶。US20100197490介绍了一种铂包覆非贵金属制备核壳催化剂的一种方法。该方法先将Fe、Co、Ni、W、Cu等非贵金属盐用化学还原的方法还原成2-10nm的颗粒，在空气中干燥后升温600℃到800℃进行退火处理，退火时间因不同金属而定。退火完成后，将该纳米颗粒浸入铂盐溶液中，利用电化学置换法在非贵金属颗粒的表面沉积一薄层Pt壳，从而制备核-壳型纳米催化剂。该方法虽然能做出完整的核壳型催化剂，但操作流程复杂，需消耗大量能源，制备成本高。如文献VismadebMazumder，MiaofangChi，YiLiu，ShouhengSun，NanoLett.2012,12,1102-1106，制备得到的PdCo合金纳米晶对直接甲酸氧化电催化活性的明显提高。如JieningZheng，LiliHe，FangyiChen，AijunWang，MengweiXue，JiujuFeng，J.Mater.Chem.A,2014,2,12899-12906，制备获得的PdM(M＝Pt，Co，Ni)纳米晶具有良好的直接甲醇氧化性能。但这些方法都需要严格的实验条件(反应温度高)，油胺等溶剂对环境不友好，且一些反应难以实现规模化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种枝状的铜钯纳米晶合金的制备方法，可以制备尺寸大小可调、分散性好的枝状纳米晶，且制备方法简单，重复性高，成本低。本专利技术解决上述技术问题的技术方案为：一种枝状的铜钯纳米晶合金的制备方法，将钯前驱体、铜前驱体和分散剂溶解于溶剂中，继续加入还原剂，在120～160℃下反应1～2h，离心分离得到枝状的铜钯纳米晶合金；所述的钯前驱体选自乙酰丙酮钯、醋酸钯或硝酸钯；所述的铜前驱体选自乙酰丙酮铜、氯化铜、硝酸铜或硫酸铜。上述的制备方法中，将钯前驱体、铜前驱体、还原剂和分散剂一并加入到溶剂中反应，操作简单，反应条件温和，所用试剂较为便宜，毒性小，易实现。其次，所得产物铜钯纳米晶合金具有枝状的形貌，尺寸均一，分散性好。作为优选，所述的钯前驱体的浓度为2.5×10-3～7.5×10-3mol/L；所述的铜前驱体的浓度为2.5×10-3～7.5×10-3mol/L。铜前驱体和钯前驱体的浓度对纳米晶的形貌有很大影响。当钯前驱体和铜前驱体浓度比较高时，获得的枝状纳米晶的枝明显缩短；当浓度进一步增大时，在同样的条件下获得的纳米晶形貌开始多样化，产物趋于片状生长。作为优选，所述的还原剂选自羰基钨、抗坏血酸或乙二醇。作为进一步优选，所述的还原剂的浓度为1.0×10-2～3.0×10-2mol/L。上述的还原剂较为温和，能够控制反应的速率。还原剂的浓度会影响铜前驱体和钯前驱体的还原速率，而还原速率影响纳米晶的形貌。作为优选，所述的分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺或聚乙二醇。作为进一步优选，所述的分散剂的浓度为1.0×10-2～5.0×10-2mol/L。其中聚乙烯吡咯烷酮对于Au、Ag、Pt、Pd等金属离子有较强的配位作用，显示了聚乙烯吡咯烷酮对金属的稳定性，因此，进一步优选分子量为10000～55000的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，更有利于获得单分散的纳米晶。作为优选，所述的溶剂选自苯甲醇、苯甲醚、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺。溶剂的主要作用是提供一个合适的生长体系，其中N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺本身具有还原性，影响前驱体的还原速度，从而影响纳米晶的形貌，作为进一步优选，所述的溶剂为苯甲醇。作为优选，所述的钯前驱体选自乙酰丙酮钯，乙酰丙酮钯的浓度为4.5×10-3～5.5×10-3mol/L；所述的铜前驱体选自乙酰丙酮铜，乙酰丙酮铜的浓度为4.5×10-3～5.5×10-3mol/L；所述的还原剂选自羰基钨，羰基钨的浓度为2.5×10-2～3.0×10-2mol/L；所述的分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的浓度为4.0×10-2～5.0×10-2mol/L；所述的溶剂选自苯甲醇；所述的反应温度为120～140℃，反应时间为1.5～2h。上述条件共同作用下，乙酰丙酮铜和乙酰丙酮钯的还原速率得到较好控制，所得产物铜钯纳米晶合金具有更加均一的枝状形貌，尺寸为15～35nm，分散性更加优异。本专利技术还提供一种上述制备方法制得的枝状的铜钯纳米晶合金。同现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：(1)本专利技术采用的制备方法将钯前驱体、铜前驱体、还原剂和分散剂一并加入到溶剂中反应，操作简单，反应条件温和，所用试剂较为便宜，毒性小，易实现。(2)本专利技术制得的枝状的铜钯纳米晶合金的形貌、尺寸均一，易于分散。附图说明图1为实施例1制备的枝状的铜钯纳米晶合金的透射电镜照片；图2为实施例1制备的枝状的铜钯纳米晶合金的透射能谱图；图3为实施例2制备的枝状的铜钯纳米晶合金的透射电镜照片。具体实施方式实施例1(1)将15mg乙酰丙酮钯(Pd(acac)2)、13mg乙酰丙酮铜(Cu(acac)2)、100mg羰基钨和50mg聚乙烯吡咯烷酮(PVP:分子量为29000)溶解在10ml苯甲醇中，在室温下搅拌1h。(2)将(1)得到的反应液转移至20ml圆底烧瓶中，在120℃下反应2h。(3)将(2)得到的产物经8000～12000rpm/min的转速离心10m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种枝状的铜钯纳米晶合金的制备方法，其特征在于，将钯前驱体、铜前驱体和分散剂溶解于溶剂中，继续加入还原剂，在120～160℃下反应1～2h，离心分离得到枝状的铜钯纳米晶合金；所述的钯前驱体选自乙酰丙酮钯、醋酸钯或硝酸钯；所述的铜前驱体选自乙酰丙酮铜、氯化铜、硝酸铜或硫酸铜。

【技术特征摘要】
1.一种枝状的铜钯纳米晶合金的制备方法，其特征在于，将钯前驱体、
铜前驱体和分散剂溶解于溶剂中，继续加入还原剂，在120～160℃下反应1～2
h，离心分离得到枝状的铜钯纳米晶合金；所述的钯前驱体选自乙酰丙酮钯、
醋酸钯或硝酸钯；所述的铜前驱体选自乙酰丙酮铜、氯化铜、硝酸铜或硫酸
铜。
2.根据权利要求1所述的枝状的铜钯纳米晶合金的制备方法，其特征在
于，所述的钯前驱体的浓度为2.5×10-3～7.5×10-3mol/L；所述的铜前驱体的浓
度为2.5×10-3～7.5×10-3mol/L。
3.根据权利要求2所述的枝状的铜钯纳米晶合金的制备方法，其特征在
于，所述的还原剂选自羰基钨、抗坏血酸或乙二醇。
4.根据权利要求3所述的枝状的铜钯纳米晶合金的制备方法，其特征在
于，所述的还原剂的浓度为1.0×10-2～3.0×10-2mol/L。
5.根据权利要求1或4所述的枝状的铜钯纳米晶合金的制备方法，其特
征在于，所述的分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺或聚乙二醇。
6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，叶文莹，颜聿聪，杨德仁，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33