【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种烷基胺铱络合物、合成方法及其应用，属于化学化工和纳米催化材料领域。
技术介绍
1、绿色氢气既可以作为一种能量载体，也可以作为一种极具前景的可持续化学燃料，被认为是全球经济脱碳的关键因素。
2、经研究发现，质子交换膜水电解槽(pemwe)因高功率密度和快速负载跟踪能力已逐渐成为绿色产氢的理想材料。而作为重要的阳极材料，铱纳米材料凭借强稳定性、高活性、较小的过电位和优异的氢吸附自由能等优点，在pemwe中占据重要地位。另外，铱纳米材料具有高熔点(2443℃)，优异的抗氧化性、导电性、生物相容性和低电阻率等优良特性，在燃料电池、传感器、汽车催化、医疗、环保和化学合成等众多领域都有出色的表现。所以随着技术的发展和产业需求的提高，如何以绿色环保的手段制备高性能的铱纳米颗粒是我们迫切需要解决的问题。因此，针对铱纳米材料的绿色制备方面将是一个充满创新性和挑战性的研究领域，无论是在学术研究还是实际应用方面都有较大的空间亟需拓展。
3、目前，常用的前驱体仅为ircl3[1-5]、h2ircl6[6]、ircl4[7]、k2ircl6[8]、乙酰丙酮铱[9]等化合物，这些化合物种类极其稀少，无法满足铱行业的快速发展。而在制备铱纳米材料过程中为了改善其结构和分散度，往往需要添加表面活性剂、稳定剂等物质，这些物质不仅会干扰其性能，还可能引入多余的杂质，增加除杂及操作难度，所以无表面活性剂引入且分散性良好的铱纳米颗粒更应该成为人们研究的重点。以此为出发点，我们发现新型的铱络合物不仅能满足我们对前驱体的要求，也对丰
4、上述参考文献[1-9]为：
5、[1]cn115815617a；
6、[2]cn116174737a；
7、[3]cn114029504a；
8、[4]崔玛琳.贵金属铱纳米材料的制备、性质及其在分析检测领域的应用研究[d].江南大学,2017.
9、[5]quinson j,kacenauskaite l,schroeder j,simonsen s b,theil kuhn l,vosch t,arenz m.uv-induced syntheses of surfactant-free precious metalnanoparticles in alkaline methanol and ethanol[j].nanoscale advances,2020,2(6):2288.
10、[6]cn103056387a；
11、[7]cn116117155a；
12、[8]borisov r v,belousov o v,zhizhaev am,kirik s d,mikhlin yl.characterization of metallic iridium nanoparticles synthesized underhydrothermal conditions[j].inorganic materials,2022,58(2):215.
13、[9]cn113894288a。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于解决目前铱纳米颗粒易团聚、表面活性剂干扰严重以及铱源种类较少等瓶颈问题，提供一种能克服以上问题的烷基胺铱络合物的合成方法及其作为前驱体在制备铱纳米材料中的应用。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种烷基胺铱络合物，其分子通式为[iriii(r3n)n(nh3)6-n]cl3或[iriii(r4r'n2)n(nh3)6-2n]cl3，其中n为1～6的整数。
3、进一步地，其内界烷基胺配体为三级胺r3n或r4r'n2，其对应的结构为：
4、
5、本专利技术还提供上述烷基胺铱络合物的合成方法及其在制备铱纳米材料中的应用包括以下三个步骤：
6、
7、(1)第一步：称取一定量氯铱酸铵(nh4)3iriiicl6置于封管容器内，通入nh3(g)，在反应温度100℃～150℃，反应时间≥24h，nh3(g)压力≥6.67kpa的条件下，经过气固反应得到灰白色的三氯化六氨合铱；
8、(2)第二步：接着将烷基胺的醇溶液缓慢滴加至盛有固体氯化六氨合铱烧瓶内，铱与烷基胺的摩尔比为1:1.2～10时，在温度为40-80℃下加热搅拌反应6-18h，得到烷基胺铱络合物；
9、进一步地，所述的烷基胺铱络合物的分子通式为[iriii(r3n)n(nh3)6-n]cl3和[iriii(r4r'n2)n(nh3)6-2n]cl3，其中n为1～6的整数；
10、进一步地，所述的内界烷基胺配体为三级胺r3n和r4r'n2，对应的结构为：
11、
12、(3)在低温条件下将合成的烷基胺铱络合物溶解于低级醇或甲酸，并通入n2置换反应体系中的空气后加入一定量的碘i2细粒，缓慢升至60℃，持续搅拌直至观察到黑色絮状物生成，即铱纳米材料。继续反应6h，经过滤、洗涤、冷冻干燥获得尺寸均匀的铱纳米材料。本专利技术方法解决了现有技术中铱纳米尺寸难以控制，分散不均的问题，运用所设计合成的烷基胺铱络合物，经过化学还原法可实现对铱纳米材料的可控化制备。
13、进一步地，所述的低级醇为：甲醇、乙醇、丙醇和丁醇等低级醇；
14、进一步地，低级醇既为还原剂也为溶剂，i2为反应试剂，其中铱和单质碘i2的摩尔比为1:1.5～9。
15、本专利技术与现有技术相比具有如下优点：
16、(1)相比于传统化学还原法制备铱纳米材料，本专利技术利用所设计的铱络合物内界构筑三级胺配体r3n和r4r'n2，碘i2粒及还原性溶剂组合体系制备了尺寸均匀的ir纳米材料。制备过程中无需添加表面活性剂，操作简便，成本低，具有规模化应用的价值。
17、(2)本专利技术改变合成条件可以制备出多种结构不同的烷基胺铱络合物，继而可实现铱纳米材料可控化制备；
18、(3)基于烷基胺铱络合物结构特征，本专利技术选用碘粒i2+甲醇或甲酸还原性溶剂，可以有效防止纳米材料的团聚，解决了传统制备铱纳米粒子大小不均匀、形貌不易控制等问题。
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1.一种烷基胺铱络合物，其特征在于，分子通式为[IrIII(R3N)n(NH3)6-n]Cl3或[IrIII(R4R'N2)n(NH3)6-2n]Cl3，其中n为1～6的整数。
2.根据权利要求1所述的烷基胺铱络合物，其特征在于，其内界烷基胺配体为三级胺R3N或R4R'N2，其对应的结构为：
3.一种根据权利要求1或2所述的一种烷基胺铱络合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，步骤一中封管内设定参数为：反应温度100℃～150℃，反应时间≥24h，NH3气体压力≥6.67kpa。
5.根据权利要求3或4所述的合成方法，其特征在于，步骤二中反应条件为：加热温度40-80℃，反应时间6-18h，铱与烷基胺的摩尔比为1:1.2～10。
6.一种根据权利要求1或2所述的一种烷基胺铱络合物在制备铱纳米材料中的应用，制备的操作步骤包括：在低温条件下将所述烷基胺铱络合物溶解于冰冷低级醇或甲酸中，通入N2置换反应体系中的空气后加入一定量的碘I2细粒，缓慢升至60℃，持续搅拌直至观察到黑色
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述低级醇包括甲醇、乙醇、丙醇和丁醇任一种。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述低级醇既作为还原剂也作为溶剂。
9.根据权利要求6-8任一项所述的应用，其特征在于，所述I2为反应试剂，其中铱和单质碘I2的摩尔比为1:1.5～9。
10.一种根据权利要求1或2所述的一种烷基胺铱络合物作为前驱体用于制备铱纳米材料或者作为合成其它烷基胺合铱化合物的原料中的应用，其反应过程为：
...【技术特征摘要】
1.一种烷基胺铱络合物，其特征在于，分子通式为[iriii(r3n)n(nh3)6-n]cl3或[iriii(r4r'n2)n(nh3)6-2n]cl3，其中n为1～6的整数。
2.根据权利要求1所述的烷基胺铱络合物，其特征在于，其内界烷基胺配体为三级胺r3n或r4r'n2，其对应的结构为：
3.一种根据权利要求1或2所述的一种烷基胺铱络合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，步骤一中封管内设定参数为：反应温度100℃～150℃，反应时间≥24h，nh3气体压力≥6.67kpa。
5.根据权利要求3或4所述的合成方法，其特征在于，步骤二中反应条件为：加热温度40-80℃，反应时间6-18h，铱与烷基胺的摩尔比为1:1.2～10。
6.一种根据权利要求1或2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张振强，皮晓琳，唐振艳，李鸿鹏，田乙然，倪文若，童应成，袁藤瑞，芮杰慧，吴昊天，李新园，
申请(专利权)人：云南贵金属实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：
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