[发明专利]一种结构可调的多孔合金纳米管催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种结构可调的多孔合金纳米管催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1） 制备非贵金属纳米线； 2）将步骤1）所制备非贵金属纳米线分散于碱和聚乙烯吡络烷酮的溶液中搅拌3~24小时，过滤、洗涤； 3）将步骤2）所得产物分散于贵金属前驱体溶液中并将贵金属还原，之后过滤、洗涤、烘干； 4）将步骤3）所得产物在保护气氛下热处理1~24小时； 5）将步骤4）所得产物分散于酸溶液中搅拌1~24小时，再经过滤、洗涤、烘干得到多孔合金纳米管催化剂； 步骤2）所述的非贵金属为铜、钴、镍、铁中的一种或几种；步骤3）所述的贵金属前驱体为乙酰丙酮铂、乙酰丙酮钯、乙酰丙酮金、乙酰丙酮钌、乙酰丙酮锇、乙酰丙酮银、硝酸铂、硝酸钯、硝酸金、硝酸钌、硝酸饿、硝酸银、氯化铂、氯化钯、氯化金、氯化钌、氯化锇、氯化银、氯铂酸、氯金酸、氯钯酸、氯钌酸、氯锇酸、氯铂酸铵、氯金酸铵、氯钯酸铵、氯钌酸铵和氯锇酸铵中的一种或多种；贵金属前驱体与非贵金属纳米线的摩尔比为0.01~10:1；聚乙烯吡络烷酮与非贵金属纳米线质量比为0.01~100:1；步骤4）所述的保护气氛为氢气、氮气、氩气、氦气中的一种或几种；所述热处理温度为300~800 ℃；所述催化剂由合金颗粒@贵金属层核壳结构颗粒与碳颗粒组成，或由中空合金颗粒与碳颗粒组成，或由合金颗粒与碳颗粒组成。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）所述的碱和聚乙烯吡络烷酮的溶液中，碱为氢氧化钠或氢氧化钾，浓度为0.1~20 mol/L；聚乙烯吡络烷酮的分子量为8000-700000，添加量为1~10000 mg；溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇、戊二醇、异丙醇、丙三醇、丙酮、丁醇中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）还原贵金属前驱体的方法具体为：加入还原剂或向溶液中通入氢气，然后升温至100~200℃，保温1~10 h；所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的制备方法制得的结构可调的多孔合金纳米管催化剂，其特征在于：所述催化剂由合金颗粒@贵金属层核壳结构颗粒与碳颗粒组成，或由中空合金颗粒与碳颗粒组成，或由合金颗粒与碳颗粒组成。

5.根据权利要求4所述的结构可调的多孔合金纳米管催化剂，其特征在于，催化剂的直径为15~1000 nm，长度为50~100000 nm。

6.根据权利要求4所述的结构可调的多孔合金纳米管催化剂，其特征在于，所述合金颗粒是贵金属与非贵金属的合金颗粒，其中贵金属的质量为合金颗粒总质量的5~95%。

7.根据权利要求4所述的结构可调的多孔合金纳米管催化剂，其特征在于，催化剂由合金颗粒和碳颗粒组成，合金颗粒与碳颗粒的直径均为3~300 nm，孔直径均为5~60 nm。