一种液相紫外辐照制备介孔铂的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过紫外光辐射制备介孔铂的方法。包括以下步骤：（1）在烧杯里配制一定浓度的四氯铂酸钾（K2PtCl4）溶液；（2）在烧杯里配制一定浓度的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物（F127）和四氯铂酸钾（K2PtCl4）的混合溶液；（3）将上述溶液分别转移至石英管，保鲜膜密封并置于距离紫外灯一定距离处进行紫外辐射一定时间；（4）反应结束后，对产物进行离心、洗涤、干燥。该方法制备过程简单，无需额外还原剂，可以不添加任何模板剂获得介孔结构的铂，产物纯净。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备介孔铂的简单方法，具体涉及利用紫外光辐射在液相中制备介孔铂的方法。
技术介绍
铂具有优异的电催化性能以及高的稳定性，在燃料电池、有机催化反应、葡萄糖无酶传感器以及CO气体传感器等方面有着广阔的应用前景，然而高成本和有限的储量限制了其应用，提高催化活性以降低其用量是很好的解决办法。其中将铂的尺寸降低到纳米尺度以增加其比表面积是最重要的解决方案之一。研究表明，铂的催化性能取决于其尺寸和形貌。目前为止，多种结构的纳米铂已被合成出来，如球形结构、立方结构、笼状结构等。此外，将铂制备成具有均匀纳米孔洞的介孔材料，使其具有高孔隙率，低密度，高比表面积，能够大量传输反应分子、提供多活性位点，从而极大提高催化性能，受到人们的广泛关注。介孔铂的制备方法主要分为两类：硬模板法和软模板法。硬模板法主要使用带有多孔结构的材料如介孔二氧化硅作为模板，通过在孔内填充铂的前驱物，再经过进一步还原，最后用酸或碱去除模板从而得到介空铂。如Shin,H.J等以介孔硅分子筛MCM-48为硬模板，通过浸渍的方法填充铂源硝酸四氨合铂Pt(NH3)4(NO3)2，干燥后置于U型管式加热器中，在加热条件下通入氢气还原，得到了Pt/MCM-48复合物，最后使用氢氟酸除掉MCM-48，得到最终产物网状介孔铂（Shin,H.J.,etal.,J.Am.Chem.Soc.,2001,123,1246）。又如Wang,H.J等以介孔硅分子筛KIT-6和SBA-15为硬模板，四氯铂酸钾为铂源，用抗坏血酸还原12小时，得到介孔铂/二氧化硅复合物，最后用氢氟酸除去硬模板得到介孔铂颗粒（Wang,H.J.,etal.,J.Am.Chem.Soc.,2011,133,14526)。硬模板法虽然取得巨大成功，但步骤十分繁琐、耗时，并且还会使用强酸，对环境及操作人员都有害。另外还有模板较难获得，硬模板成本较高等局限性。这都不利于硬模板法的产业化。软模板法是使用包括两亲性分子自主装形成的有序结构，如胶束、液晶等，让铂前驱物在其表面成核生长，最后去除模板得到介孔铂。如Wang,H.J等以四氯铂酸钾为铂源，在低浓度的表面活性剂（F127或Brij58)溶液中，通过电化学沉积得到介孔薄膜(Wang,H.J.,etal.,Chem.Mater.,2012,24,1591)；YusukeYamauchi等将包含有水、氯铂酸、嵌段共聚物、四氢呋喃的混合前驱体溶液旋涂至氧化铟锡（ITO）基底上，然后蒸发掉四氢呋喃得到液晶膜，最后通过电化学沉积得到介孔铂(YusukeYamauchi,etal.,Angew.Chem.Int.Ed.,2008,47,5371)。由以上例子可以看到，软模板法通常会结合溶剂挥发诱导自组装、电化学沉积法，从而使制备方法变得复杂，最重要的是软模板可能会吸附在样品表面，难以去除，然而在一些应用中，表面是非常重要的，比如催化应用，清洁的表面有利于暴露更多的活性位点，因此，为了得到清洁的表面，常需要将样品置于含有氧气的气氛中进行高温煅烧除去有机物，这不仅使制备过程更加复杂，而且可能会破坏样品的尺寸和形貌，降低纳米颗粒的催化活性。无论是软模板还是硬模板法，最终需要移除模板，因此探索一种简单、快速和绿色的制备介孔铂的方法无疑具有重大意义。在制备纳米材料方法中，利用紫外光还原制备纳米材料可以不需利用模板，并且还具有诸多的优点：（1）不使用外加还原剂，这就避免使用有毒的还原剂，比较绿色环保；（2）常温常压下即可进行；（3）操作简单安全，实验周期短。在利用紫外光还原制备纳米材料方面，有WeifengSi等（WeifengSi,et.al.,NanoResearch2013,6,720）利用光还原法合成Pt纳米树枝状结构，国内专利CN103920435A公开了一种基于紫外辐照制备多孔三聚氰胺戊二醛聚合物微球的方法，以波长为255nm的紫外辐射源辐照戊二醛、无水乙醇和三聚氰胺的混合溶液30-60min，再经过离心、洗涤和干燥即可得到产物。但到目前为止，通过液相紫外辐照制备具有均匀孔洞的介孔铂的方法尚未见诸于专利和文献。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种简便的方法制备介孔铂，具体涉及到在液相中利用紫外光辐射制备介孔铂的方法。该方法制备过程简单，另外，本专利技术方法可以不添加任何模板合成介孔铂，免去了模板法合成需要移除模板剂的过程。为实现上述目的，紫外光辐射制备介孔铂的具体步骤如下：(1)在烧杯里配制一定浓度四氯铂酸钾（K2PtCl4）或氯铂酸（H2PtCl6）的溶液；(2)在烧杯里配制一定浓度的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物和四氯铂酸钾（K2PtCl4）或氯铂酸（H2PtCl6）的混合溶液；(3)将步骤1溶液转移至石英管，保鲜膜密封并置于距离紫外灯一定距离处进行紫外辐射一定时间；(4)将步骤2配制的溶液按比例混合转移至石英管，保鲜膜密封并置于距离紫外灯一定距离处进行紫外辐射一定时间；(5)反应结束后，对产物进行离心、洗涤、干燥。上述步骤（1）所述的四氯铂酸钾（K2PtCl4）或氯铂酸（H2PtCl6）的浓度分别为1-20mM。上述步骤（2）所述的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物的平均分子量为12600。上述步骤（2）所述的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物和四氯铂酸钾（K2PtCl4）或氯铂酸（H2PtCl6）的浓度分别为0.05-1mM和1-20mM。上述步骤（3）和（4）所述的紫外灯为高压汞灯，波长365nm，功率300W。上述步骤（3）和（4）所述的距离紫外灯的距离为2-10cm，辐射时间为2-20小时。附图说明图1和图2为按本专利实施例1所述方法制备得到的介孔铂的透射电镜（TEM）图片和电子衍射图片。图3和图4为按本专利实施例2所述方法制备得到的介孔铂的透射电镜（TEM）图片和电子衍射图片。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1（1）5ml的15mM氯铂酸（H2PtCl6）溶液加入15ml超纯水稀释，氯铂酸（H2PtCl6）浓度为3.75mM；（2）将上述溶液转移至石英管中，用保鲜膜密封，并放置于距离紫外灯（波长365nm，功率300W)6cm处，打开电源，开始进行紫外辐射，12小时后，关闭电源，停止反应；（3）对所得产物进行离心，分别用水和乙醇清洗，最后放于50度真空烘箱中干燥6个小时，即可得到介孔铂。图1为该实施制备的介孔铂的TEM图，铂金属纳米颗粒粒径大约3到5纳米，这些颗粒间有均匀孔隙，孔径约2到3纳米。图2为该实施制备的介孔铂的电子衍射图片。实施例2（1）用电子天平称取0.05g的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物于烧杯中，加入15ml超纯水，超声处理，使聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物溶解完全，然后加入5ml的15mM氯铂酸（H2PtCl6）溶液，超声处理，使溶液混合均匀，最后聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物和氯铂酸（H2Pt本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过紫外辐射制备介孔铂的方法。

【技术特征摘要】
1.一种通过紫外辐射制备介孔铂的方法。
2.以上权利要求1所述的制备方法，包括如下步骤：
（1）在烧杯里配制一定浓度的四氯铂酸钾（K2PtCl4）或氯铂酸（H2PtCl6）的溶液；
（2）在烧杯里配制一定浓度的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物表面活性剂（F127）和四氯铂酸钾（K2PtCl4）或氯铂酸（H2PtCl6）的混合溶液；
（3）将上述溶液分别转移至石英管，保鲜膜密封并置于距离紫外灯一定距离处进行紫外辐射一定时间；
（4）反应结束后，对产物进行离心、洗涤、干燥。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（1）所述的四氯铂酸钾（K2PtCl4）或氯铂酸（H2PtCl6）浓度为1-20mM。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（2）所述的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物（F127）的平均分子量为12600。

【专利技术属性】
技术研发人员：孔星，曹红亮，陈新，李唱，魏非非，
申请(专利权)人：华东理工大学，南京励思仪电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31