[发明专利]原位还原法制备高合金化碳载PdFe纳米催化剂的方法

权利要求书

1.一种原位还原法制备高合金化碳载PdFe纳米催化剂的方法，其特征在于：在水中加入pH值为1.0 ~ 6.0的可溶性Pd^II盐和碳载体，机械搅拌或超声振荡上述混合物，在30 ~100℃下加入pH值为1.0 ~ 6.0的Fe(CN)₆^3- 或Fe(CN)₆^4-溶液，机械搅拌得到组分A —— 碳载铁氰化钯或亚铁氰化钯纳米粒子的悬浊液；

在组分A中缓缓加入等量或过量还原剂，充分搅拌，使其中的碳载铁氰化钯或亚铁氰化钯纳米粒子与还原剂充分反应，还原出的金属PdFe纳米粒子原位固定于碳载体上，得组分B；

组分B水洗，真空或惰性气体保护下干燥，制得所述的高合金化的碳载PdFe纳米催化剂。

2.根据权利要求1所述的原位还原法制备高合金化碳载PdFe纳米催化剂的方法，其特征在于所述的方法包括以下步骤：

1）合成催化剂多核分子前驱体：在水中加入一定量的碳载体和一定比例pH值为1.0 ~ 6.0的可溶性Pd^II盐，Pd金属加入的量占碳载体质量的1～80%，机械搅拌或超声振荡上述混合物，在30 ~ 100℃下加入pH值为1.0 ~ 6.0的Fe(CN)₆^3- 或Fe(CN)₆^4-溶液，控制Pd^II盐与Fe(CN)₆^3-摩尔比为1.5:1或Pd^II盐与Fe(CN)₆^4-摩尔比为2:1，机械搅拌2～72小时得组分A —— 碳载铁氰化钯或亚铁氰化钯纳米粒子的悬浊液；

2）沉淀原位还原：步骤1）得到的组分A在0 ~ 80℃条件下缓缓加入等量或过量还原剂，机械搅拌或超声振荡0.5 ~ 8小时，使组分A中的碳载铁氰化钯或亚铁氰化钯纳米粒子与还原剂发生充分反应，还原出的金属PdFe纳米粒子原位固定于碳载体上，得组分B；

3）后处理：将步骤2）得到的组分B水洗多次，并用硝酸银溶液检验，直至洗出液中无氯离子，然后在真空或惰性气体气氛下20～50 ℃干燥，即制得碳载体负载的高合金化PdFe/C催化剂。

3.根据权利要求1或2所述的原位还原法制备高合金化碳载PdFe纳米催化剂的方法，其特征在于：所述的可溶性Pd^II盐溶液为PdCl₂、K₂PdCl₄、Na₂PdCl₄中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的原位还原法制备高合金化的碳载PdFe纳米催化剂的方法，其特征在于：所述的碳载体为活性炭、碳纳米管、碳分子筛、碳纤维或石墨烯中的一种或几种。

5.根据权利要求1或2所述的原位还原法制备高合金化的碳载PdFe纳米催化剂的方法，其特征在于：所述的铁氰化钯或亚铁氰化钯前驱体与所述的还原剂的摩尔比为1 ：1 ~ 30。

6.根据权利要求1或2所述的原位还原法制备高合金化的碳载PdFe纳米催化剂的方法，其特征在于：所述的还原剂为氢气、NaBH₄、次磷酸钠或亚磷酸钠。

7.根据权利要求1或2所述的原位还原法制备高合金化的碳载PdFe纳米催化剂的方法，其特征在于：所述的惰性气体气氛为Ar或N₂。

8.根据权利要求1或2所述的原位还原法制备高合金化的碳载PdFe纳米催化剂的方法，其特征在于：所述的高合金化PdFe/C纳米催化剂的粒径大小为1.5～4.0 nm。