[发明专利]一种Pd@Ag核-壳纳米晶体电催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于电催化材料领域，公开了一种Pd@Ag核‑壳纳米晶体电催化剂及其制备方法。将CTAB和葡萄糖溶解在银氨溶液中得到前驱体溶液，80～180℃下反应，冷却至室温，所得反应液离心后取上清液，得到Ag种子溶液；将PVP和柠檬酸溶解在水中，然后加入Ag种子溶液，搅拌混匀后升温至60～120℃，加入氯钯酸保温反应2～8h；所得反应液经洗涤、离心，即得Pd@Ag核‑壳纳米晶体电催化剂。本发明的制备方法工艺简便，原料易得，所得Pd@Ag核‑壳纳米晶体尺寸和形貌均一，可用于催化甘油电氧化制备高附加值产物。

技术领域

本发明属于电催化材料领域，具体涉及一种Pd@Ag核-壳纳米晶体电催化剂及其制备方法。

背景技术

在很多产品的工业生产中，甘油作为一种生产副产物，具有很大的开发价值。它不仅可以从生物燃料的合成中获取，还可以从植物油氢解生成脂肪酸的过程中得到，另外也是制皂工业中广泛存在的副产品。在生物燃料生产中，甘油以副产品的形式存在于生物乙醇和生物柴油中。例如，利用啤酒酵母发酵葡萄糖生产生物乙醇就会产生甘油这种副产物。甘油作为一种重要的生物质资源，有很高的应用价值，由甘油加工而成的许多化学化工产品都具有很高的经济应用价值，对甘油的开发利用具有很高的经济效益。目前，工业生产中对甘油的加工方法主要有直接化学氧化法、发酵法(酶法)和电化学方法，直接化学氧化法采用化学计量氧化剂，如高锰酸盐、硝酸和铬酸等强氧化剂和强酸，这样的生产过程会对环境造成污染。发酵法(酶法)利用微生物的发酵原理，将甘油发酵转化为具有高附加值的三碳产物，但其对产物的选择性较低。而利用电化学方法可以很好地避免直接化学氧化法和发酵法带来的很多缺陷，可以很好的提高产物的选择性和转化率。但是，其方法的前提是要合理设计出高催化活性和高选择性的催化剂。Pd作为催化甘油转化过程中广泛使用的催化剂，在催化剂的合成中具有很好的参考利用价值。迄今为止，已经有很多的制备方法，例如多元醇辅助还原法、水热合成法、微乳液法等，各有优劣。这些制备方法大多对催化剂的形貌不易控制，很难制备出选择性很好的催化剂。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种Pd@Ag核-壳纳米晶体电催化剂的制备方法。本发明方法采用种子介导生长法，以硝酸银、氯钯酸作为前体物，以葡萄糖、柠檬酸作为还原剂，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为结构导向剂，水作为反应溶剂，合成一种尺寸和形貌均一的Pd@Ag核-壳纳米晶体电催化剂。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的Pd@Ag核-壳纳米晶体电催化剂。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种Pd@Ag核-壳纳米晶体电催化剂的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)配制浓度为5～20mmol/L的银氨溶液，然后依次加入CTAB和葡萄糖溶解均匀得到前驱体溶液；

(2)将步骤(1)所得前驱体溶液在80～180℃下反应，反应完成后冷却至室温，将所得反应液离心后取上清液，得到Ag种子溶液；

(3)将PVP和柠檬酸溶解在水中，然后加入步骤(2)所得Ag种子溶液，搅拌混匀后升温至60～120℃，加入氯钯酸保温反应2～8h；将所得反应液洗涤、离心，即得Pd@Ag核-壳纳米晶体电催化剂。

优选地，步骤(1)所得前驱体溶液中CTAB的浓度为20～100mmol/L，葡萄糖的浓度为1～10mmol/L。

优选地，步骤(2)中所述反应的时间为3～10h。

优选地，步骤(3)中所述PVP和柠檬酸溶解在水中的浓度为：PVP 3～6mg/mL，柠檬酸4～25mg/mL。

优选地，步骤(3)中所述氯钯酸以浓度为5～20mmol/L的水溶液加入。

优选地，步骤(3)中所述洗涤是指用饱和氯化钠溶液和去离子水洗涤。