[发明专利]一种Pt基金属纳米簇-金属氧化物纳米复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种纳米复合材料，基本上由Pt基金属纳米簇和金属氧化物粒子构成，所述Pt基金属纳米簇分散在金属氧化物粒子表面，其中：所述Pt基金属纳米簇为Pt金属纳米簇或Pt合金纳米簇，负载在所述金属氧化物粒子上；所述Pt基金属纳米簇的数均粒径为1.3~6纳米；所述金属氧化物粒子的数均粒径为10~200纳米；在同一金属氧化物粒子上，与该金属氧化物粒子直接接触的相邻Pt基金属纳米簇之间的平均距离小于2纳米；其中，所述相邻Pt基金属纳米簇之间的平均距离指同一金属氧化物粒子上，与金属氧化物粒子直接接触的相邻Pt基金属纳米簇边缘之间的最短距离的平均值；所述纳米复合材料中，当Pt基金属纳米簇为Pt金属纳米簇时，Pt的质量百分含量为40%~70%，当Pt基金属纳米簇为Pt合金纳米簇时，Pt的质量百分含量为27%~70%；所述Pt合金纳米簇为Pt与Ru、Ir、Os、Rh、In、Sn、Sb、Cu元素中的至少一种形成的合金纳米簇；所述金属氧化物为含有Ti、In、Sn、Sb、Cu元素中的至少一种的氧化物。

2.如权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，所述纳米复合材料中，当Pt基金属纳米簇为Pt合金纳米簇时，Pt的质量百分含量为27%~65%；当Pt基金属纳米簇为Pt金属纳米簇时，Pt的质量百分含量为40%~65%。

3.如权利要求2所述的纳米复合材料，其特征在于，所述纳米复合材料中，当Pt基金属纳米簇为Pt合金纳米簇时，Pt的质量百分含量为35%~60%；当Pt基金属纳米簇为Pt金属纳米簇时，Pt的质量百分含量为40%~55%。

4.如权利要求3所述的纳米复合材料，其特征在于，所述纳米复合材料中，当Pt基金属纳米簇为Pt合金纳米簇时，Pt的质量百分含量为35%~55%。

5.如权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，所述Pt基金属纳米簇的数均粒径为1.5~5.5纳米。

6.如权利要求5所述的纳米复合材料，其特征在于，所述Pt基金属纳米簇的数均粒径为1.7~5纳米。

7.如权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，在同一金属氧化物粒子上，与该金属氧化物粒子直接接触的相邻Pt基金属纳米簇之间的平均距离小于1纳米。

8.如权利要求7所述的纳米复合材料，其特征在于，在同一金属氧化物粒子上，与该金属氧化物粒子直接接触的相邻Pt基金属纳米簇之间的平均距离小于0.6纳米。

9.如权利要求8所述的纳米复合材料，其特征在于，在同一金属氧化物粒子上，与该金属氧化物粒子直接接触的相邻Pt基金属纳米簇之间的平均距离小于0.4纳米。

10.一种权利要求1~9任一所述纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1）制备Pt基金属纳米簇胶体溶液：将Pt的酸或可溶性盐，或其与Ru、Ir、Os、Rh、In、Sn、Sb、Cu的酸或可溶性盐中的至少一种溶解于醇溶液或水溶液或醇水混合液中，制得金属浓度为0.1~50 g/L的溶液，然后将其与碱性化合物的醇溶液或水溶液或醇水混合液混合，对所得混合物进行加热处理，制得Pt基金属纳米簇胶体溶液；

2）将金属氧化物加入水或能与水混溶的有机溶剂或水和有机溶剂混合液中，分散处理制得混合物；

3）将步骤1）制备的Pt基金属纳米簇胶体溶液和步骤2）制备的混合物按Pt与金属氧化物的质量比为1:0.1~1:50的比例混合，将所得混合物放入高压釜中，通入还原性气体，对上述体系密封并进行加热处理，冷却后分离出沉淀，沉淀经洗涤、干燥，即制得所述纳米复合材料。

11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述醇为碳原子数为1~8的一元醇、二元醇和/或三元醇；所述醇水混合液中，水的体积百分含量大于0而小于等于90%；所述碱性化合物选自碱金属或碱土金属的氢氧化物、醋酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐中的至少一种。