Pt／Ni双金属纳米溶胶的制备及催化制氢性能.pdfVIP

Vo1．34 高等 学 校 化 学 学报 No．10 2013年 10月 CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSIq、IES 2377～2382 doi：10．7503／cjc Pt／Ni双金属纳米溶胶 的制备及 催化制氢性能 孔德成 ，古亚军 ，向 胜 ，王 鹏 ，成 君 ，张海军 ，张少伟 ，。 (1．武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地， 2．材料与冶金学院，武汉 430081) 摘要 采用化学共还原法制备了聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)稳定的Pt／Ni双金属纳米溶胶．采用紫外一可见光谱 (uV—Vis)、透射电子显微镜(TEM)对所合成的Pt／Ni双金属纳米溶胶进行了表征，并系统研究了PVP用量、 还原剂用量和浓度、双金属比例对该双金属纳米溶胶催化剂催化性能的影响．结果表明，所制备的双金属纳 米溶胶的平均粒径在2．0lqm左右 ，Pt／Ni双金属纳米溶胶的催化活性比Pt及 Ni单金属纳米溶胶的高，当 Pt／Ni摩尔比为1：4时，纳米溶胶的催化活性最高，其活性值为16640mol ·molp0h～．所制备的Pt／Ni双金 属纳米溶胶催化剂具有很好的耐久性，5次催化实验后该催化剂仍保持较高的催化活性．该双金属纳米溶胶 催化 NaBH 水解反应的活化能为48kJ／mo1． 关键词 Pt／Ni双金属 ；纳米溶胶；硼氢化钠；制氢；催化活性 中图分类号 0463 文献标志码 A 氢作为一种公认的清洁燃料而备受科学研究者的青睐．近年来，液相化学储氢材料(如硼烷氨、水 合肼及硼氢化钠等)受到了广泛的关注 』．硼氢化钠水解制氢被认为是一种安全、高效和实用性强 的制氢技术，其特点在于：储氢效率高、氢气纯度高、反应启动快、安全性高 ；NaBH 水解反应唯一 的副产物NaBO 对环境无害，回收后可直接用作防腐剂、显影促进剂及阻燃剂而加以应用；NaBO还 可以用作合成 NaBH 的原料，从而实现资源的循环利用。。． 双金属纳米颗粒中2种金属的协同作用使其具有独特的光学、催化和磁性等性质 ，近年来，双 金属及多金属纳米颗粒的制备工艺及催化性能的研究成为一个热点E9 ．与单金属纳米颗粒相比，双 金属纳米颗粒具有以下优点：(1)可调的化学组成，通过添加第二种金属元素改变单金属纳米颗粒的 催化活性和选择性等；(2)可调的显微结构，通过某些工艺减少贵金属的用量，降低使用成本 ； (3)通过双金属纳米颗粒的制备研究不同金属合金的形成机理，并为其催化机理的研究提供模型． Chen等 以Fe，co，Ni及 cu等的氯化物为催化剂，研究了NaBH 的催化水解．结果表明， CoC1：与其它非贵金属氯化物相比具有更好的催化性能．wu等 使用NaBH 还原CoC1溶液的方法 制备了co—B催化剂，其经高温处理后对NaBH 具有很好的催化性能．Jeong等 发现，与c0和Ni催 化剂相比，Fe和Cu等催化剂基本没有催化活性．研究 发现，尽管Fe的催化性能较差，但是 Ni．Fe 合金纳米颗粒对NaBH 的水解制氢具有很强的催化能力．本文采用化学共还原法制备了一系列 Pt／Ni 双金属纳米溶胶催化剂，该催化剂具有催化活性高、成本低的优点，相关研究尚未见报道． 1 实验部分 1．1 试剂与仪器 氯铂酸 (H2PtC16·6HO，纯度99％)、氯化镍 (NiC1 ·6HO，纯度99％)、氢氧化钠 (NaOH，纯 收稿 日期：2013-03-21． 基金项 目：国家自然科学基金 (批准号、湖北省 “楚天学者”特聘教授科研启动资金(批准号：010336)和武汉科技大学 大学生科技创新基金 (批准号：11ZRA013)资助． 联系人简介：张海军，男 ，博士．教授，主要从事纳米金属催化材料研究．E-mail：zhangh un@wust．edu．cn 2378