[发明专利]一种介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂及其制备方法

摘要

本发明为一种介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂及其制备方法。该催化剂的组成包括聚吡咯材料和负载的Pt纳米颗粒，Pt的负载质量百分比为20％‑50％；其中，所述的载体聚吡咯材料具有多级孔结构，即含有内径为200～500nm，壁厚为30‑60nm的纳米环状结构和孔壁上孔径为2‑10nm的介孔结构。本发明工艺简单，所制备聚吡咯材料相较与电聚合方法制备的聚吡咯具有较高的比表面积，可应用于如气体传感、催化、分离等领域。

主权项

1.一种介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂，其特征在于该催化剂的组成包括聚吡咯材料和负载的Pt纳米颗粒，Pt的负载质量百分比为20%‑50%；其中，聚吡咯材料具有多级孔结构，即含有内径为200~500 nm，壁厚为30‑60 nm的纳米环状结构和孔壁上孔径为2‑10 nm的介孔结构；所述的Pt纳米颗粒的粒径为1.5~2.5 nm；所述的介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）制备二氧化硅微球溶胶：利用Stöber法制备单分散的二氧化硅微球，将二氧化硅微球分散到水溶液中，制备质量分数为10 %的单分散的二氧化硅球微球溶胶；（2）制备介孔聚吡咯纳米环材料：将吡咯和醋酸钠溶解在去离子水中，然后加入上一步骤制备出的二氧化硅微球溶胶，最后加入0.2 M的FeCl₃水溶液，在冰水浴中反应10~15 h，反应结束后进行离心分离，经清洗后得到聚吡咯和二氧化硅的复合物；再将聚吡咯和二氧化硅的复合物在HF溶液中浸泡12‑24h，经过清洗，得到介孔聚吡咯纳米环材料；其中，每5‑10 mL去离子水中加入0.10‑0.15 g吡咯和0.1‑0.3 g醋酸钠，以及2‑10 mL上一步骤制备出的二氧化硅微球溶胶和10 mL FeCl₃水溶液；（3）制备介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂：将上述得到的介孔聚吡咯纳米环材料浸入到氯铂酸的乙醇溶液中；超声分散10‑15 min后，在室温下晾干；然后通过氢气还原，得到介孔聚吡咯纳米环负载Pt催化剂；其中，质量比为介孔聚吡咯纳米环材料：Pt=1‑4：1；所述的氯铂酸溶液的浓度为45~55 wt % 。