[发明专利]一种介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂，其特征在于该催化剂的组成包括聚吡咯材料和负载的Pt纳米颗粒，Pt的负载质量百分比为20%-50%；其中，聚吡咯材料具有多级孔结构，即含有内径为200~500 nm，壁厚为30-60 nm的纳米环状结构和孔壁上孔径为2-10 nm的介孔结构；

所述的Pt纳米颗粒的粒径为1.5~2.5 nm；

所述的介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备二氧化硅微球溶胶：利用Stöber法制备单分散的二氧化硅微球，将二氧化硅微球分散到水溶液中，制备质量分数为10 %的单分散的二氧化硅球微球溶胶；

（2）制备介孔聚吡咯纳米环材料：将吡咯和醋酸钠溶解在去离子水中，然后加入上一步骤制备出的二氧化硅微球溶胶，最后加入0.2 M的FeCl₃水溶液，在冰水浴中反应10~15 h，反应结束后进行离心分离，经清洗后得到聚吡咯和二氧化硅的复合物；再将聚吡咯和二氧化硅的复合物在HF溶液中浸泡12-24h，经过清洗，得到介孔聚吡咯纳米环材料；

其中，每5-10 mL去离子水中加入0.10-0.15 g吡咯和0.1-0.3 g醋酸钠，以及2-10 mL上一步骤制备出的二氧化硅微球溶胶和10 mL FeCl₃水溶液；

（3）制备介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂：将上述得到的介孔聚吡咯纳米环材料浸入到氯铂酸的乙醇溶液中；超声分散10-15 min后，在室温下晾干；然后通过氢气还原，得到介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂；

其中，质量比为介孔聚吡咯纳米环材料：Pt=1-4：1；所述的氯铂酸溶液的浓度为45~55wt % 。

2.如权利要求1所述的介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂，其特征为所述的步骤（3）中的通过氢气还原具体为晾干后的产物在氢气与氮气的混合气体下，氢气体积含量为3~6%，145~155℃反应1~3h。

3.如权利要求1所述的介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂，其特征为所述的单分散的二氧化硅微球溶胶中微球的球径为200~500 nm。

4.如权利要求1所述的介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂，其特征为所述的HF溶液的浓度为5 wt %。