[发明专利]一种钯氢纳米颗粒的制备及在电催化氧化甲酸中的应用

说明书

一种钯氢纳米颗粒的制备及在电催化氧化甲酸中的应用，涉及钯氢纳米催化材料。在反应容器中将Pd纳米颗粒与溶剂混合；将反应容器加热后，降温并收集产物，用乙醇清洗样品去除表面的附着剂，真空干燥后，控制反应温度得到PdH_x化合物。所述钯氢纳米颗粒在电催化氧化甲酸中应用，所述钯氢纳米颗粒可采用β相钯氢催化剂，所述β相钯氢催化剂可在燃料电池中应用。制备方法简单，反应条件温和，将钯纳米颗粒经过热处理后直接可以形成稳定钯氢。β相钯氢催化剂经过乙醇离心清洗或者臭氧紫外清洗，都可得到清洁的表面。通过调控反应温度，得到不同H比例的钯氢纳米催化剂。

技术领域

本发明涉及钯氢纳米催化材料，尤其是涉及一种钯氢纳米颗粒的制备及在电催化氧化甲酸中的应用。

背景技术

钯(Pd)是一种非常重要的贵金属催化剂，在许多领域具有广泛的应用。特别是Pd对H2具有极强的吸附能力，形成独特的PdH化合物，在氢气存储，传感，氢气净化方面等方面展现出优异的性质(Adams Brian D.,Chen Aicheng.The role of palladium in ahydrogen economy.Materials Today,2011,14(6):282-289)。通过将Pd暴露在H2气氛，或在电化学体系中给予负电势是过去常规的合成PdH化合物的方法(Li G.,Kobayashi H.,Dekura S.,Ikeda R.,Kubota Y.,Kato K.,Takata M.,Yamamoto T.,Matsumura S.,Kitagawa H.Shape-dependent hydrogen-storage properties in pd nanocrystals:Which does hydrogen prefer,octahedron(111)or cube(100).J Am ChemSoc,2014,136(29):10222-10225；Zalineeva A.,Baranton S.,Coutanceau C.,JerkiewiczG.Electrochemical behavior of unsupported shaped palladiumnanoparticles.Langmuir,2015,31(5):1605-1609)，但这些方法所合成的PdH化合物并不稳定，氢会慢慢溢出，最终变为纯Pd。近来研究发现，在有氢参与Pd纳米颗粒作为催化剂的反应中，如有机催化加氢，电催化还原二氧化碳等(Min X.,Kanan M.W.Pd-catalyzedelectrohydrogenation of carbon dioxide to formate:High mass activity at lowoverpotential and identification of the deactivation pathway.J Am ChemSoc,2015,137(14):4701-4708；Kim Seok Ki,Kim Cheonghee,Lee Ji Hoon,Kim Jaeyoung,LeeHyunjoo,Moon Sang Heup.Performance of shape-controlled pd nanoparticles inthe selective hydrogenation of acetylene.Journal of Catalysis,2013,306:146-154)，可以原位生成PdH，其对于催化的选择性、活性起着特别重要的作用。遗憾的是，这些原位生成PdH不够稳定，而且Pd与H的比例不能调节，因此限制了其更加广泛的应用。因此，控制合成稳定且比例可调的PdHx具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钯氢纳米颗粒的制备及在电催化氧化甲酸中的应用。

所述钯氢纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)在反应容器中将Pd纳米颗粒与溶剂混合；