[发明专利]一种Pt/Rh纳米复合材料及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种Pt/Rh纳米复合材料及其制备方法和用途。本发明提供的Pt/Rh纳米复合材料包括Rh纳米片和负载在所述Rh纳米片上的Pt纳米团簇。本发明提供的制备方法包括：将铂盐和铑盐溶于溶剂中，加入表面活性剂和还原剂，对得到的混合溶液进行加热反应，反应结束后固液分离，得到所述Pt/Rh纳米复合材料。本发明提供的Pt/Rh纳米复合材料对氧气有很高的活化能力，表现出类似氧化物酶活性特征，相比于单独Rh片和Pt纳米团簇表现出明显增强的活性，最大反应速率(V_max)可达1.88×10^‑7M s^‑1。可以作为氧化物酶模拟酶，代替天然酶应用于免疫分析、生化检测和临床诊断等领域。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，涉及一种Pt基纳米复合材料，尤其涉及一种Pt/Rh纳米复合材料及其制备方法和用途。

背景技术

负载型Pt基纳米复合材料已广泛用于多相催化。很多研究表明，由于Pt与载体之间的协同作用，复合材料表现出明显增强的活性和稳定性。例如，张华组报道MoS₂纳米片负载的Pt纳米粒子和唐智勇组报道的层状双氢氧化物Ni(OH)₂负载的Pt纳米线，作为电催化剂用于析氢反应(HER)中，均比单独载体和商业Pt/C表现出更高的活性(Nat.Commun.2013,4,1444；Nat.Commun.2015,6,6430)。设计与制备新结构、高性能Pt基纳米复合材料已经成为多相催化领域一个研究热点。

通常，负载型Pt基纳米材料的制备过程需要两步，即：先预备好载体，再在载体上对Pt盐前驱体进行化学还原或通过物理沉积等方法将Pt固定在载体上。为了增加载体与Pt之间的接触，往往还需预先对载体进行表面功能化。因此，其制备程序一般较繁琐、费时且成本较高。以上述制备MoS₂纳米片负载的Pt纳米粒子为例，首先需要通过电化学锂插层过程制备出MoS₂纳米片，在柠檬酸三钠稳定下，借助卤灯照射作用在MoS₂边角处还原出Pt纳米粒子，继而通过外延式生长负载在纳米片表面。可见，上述Pt/MoS₂的制备含有多步过程，需要预备好MoS₂纳米片载体并作为Pt的成核位点，而制备片层MoS₂需搭建电池体系以便控制其插层过程。此外，在对插层物进行后续剥离过程中，锂与水剧烈反应释放氢气，给操作带来安全隐患。

CN108341979A公开了一种壳聚糖贵金属纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将壳聚糖溶于溶剂中，制备母液；(2)制备聚倍半硅氧烷与金属盐的混合溶液；(3)向上述母液中加入上述聚倍半硅氧烷与金属盐的混合溶液，搅拌24～72h后，静止4～8h，得到壳聚糖/金属化合物/聚倍半硅氧烷的混合溶液；(4)将上述壳聚糖/金属化合物/聚倍半硅氧烷的混合溶液干燥成膜，即制得壳聚糖贵金属纳米复合膜。本发明还公开了纳米复合材料的应用方法。

CN107442134A一种铑/镍合金纳米催化剂及其制备方法和应用，属于纳米催化剂研究领域；本发明的催化剂为球状、多面体的铑/镍合金纳米颗粒，所制备的铑/镍合金纳米催化剂颗粒的尺寸分布为12～58nm，催化剂中铑、镍的摩尔配比为0.01～0.05:1；本发明以乙酸镍、三氯化铑为原料，制备了不同颗粒尺寸、微观结构的铑/镍纳米合金催化剂，然后以1-硝基蒽醌、氢气为原料，采用该催化剂进行反应，使反应温度升温至100～160℃，并保温反应2～8h，得到高纯度1-氨基蒽醌。

CN107497448A一种铑/铜合金纳米催化剂及其制备方法和应用，所述的催化剂为10～120nm的球形多团簇结构的铑/铜合金纳米颗粒，催化剂中铑、铜的摩尔配比为0.02～0.08:1；本发明以三氯化铑、硝酸铜为原料，制备了不同颗粒尺寸、微观结构和铑、铜的摩尔比的铑/铜纳米合金催化剂，然后以1-硝基蒽醌、氢气为原料，采用该催化剂进行反应，使反应温度升温至120～80℃，并保温反应1～8h，得到高纯度1-氨基蒽醌。