一种铂纳米团簇及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种正八面体Pt6核心的核壳Pt6(PR)4Cl4团簇，所述团簇为膦配体和氯原子保护的铂团簇。该团簇由6个铂原子构成独特的正八面体核心，受8个磷原子和4个氯原子保护。本发明专利技术还进一步地公开了Pt6(PR)4Cl4团簇的制备方法，通过本发明专利技术首次合成了结构精确的正八面体核心的铂团簇，本发明专利技术具有较高的创新价值。本发明专利技术具有较高的创新价值。本发明专利技术具有较高的创新价值。

【技术实现步骤摘要】
一种铂纳米团簇及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米材料制备
，具体而言，涉及一种铂纳米团簇及其制备方法。

技术介绍

[0002]铂金属是工业过程和商业装置中许多催化剂的关键成分，但由于铂在自然界中储量极少且成本高昂，极大地限制了其应用。对铂进行纳米级别的修饰可以有效提升其利用率和催化性能。纳米金属团簇是一类结构精确可控的尺寸不足3nm的超小纳米粒子，采用设计纳米团簇的思路可以实现铂的原子级调控，有望提升其催化活性。
[0003]目前，具有明确的铂原子数量和适当的表面化学性质的铂纳米团簇的合成仍然是一个长期挑战。这很可能是由于新鲜生成的铂原子具有活跃的催化活性，在大多数还原合成策略中会诱发还原剂(如硼氢化钠)的沉积和催化分解，导致难以控制Pt纳米团簇的可控生长。因此合成结构精确的铂纳米团簇至关重要。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种铂纳米团簇，所述团簇为磷原子和氯原子保护的铂纳米团簇，由6个铂原子构成正八面体核心，受4个膦配体和4个氯原子形成协同保护结构。
[0005]作为优选，所述铂纳米团簇化学式为Pt6Cl4(P2C
25
H
22
)4，属于单斜晶系，空间群为C2/c，单晶的晶体学参数为：C2/c，单晶的晶体学参数为：α＝90
°
，β＝97.898(5)，γ＝90
°
。
[0006]与现有铂团簇相比，本专利技术所述的铂团簇具备如下优点：
[0007](1)本专利技术提供的Pt6(PR)4Cl4团簇为首次报道的正八面体Pt6为核心的铂团簇；(2)本专利技术提供的团簇区别于以往用模板法合成的铂团簇，该Pt6(PR)4Cl4团簇具有正八面体铂核心与P、Cl原子所共同组成的协同保护结构；(3)得益于配体的保护，该团簇在电催化过程中可以保持高分散性，且表现出优异的催化活性。
[0008]本专利技术第二方面提供了一种前述铂纳米团簇的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1:将二价镉盐溶入有机溶剂中，搅拌直至溶解，而后加入氯铂酸水溶液，溶液在恒温下进行搅拌，即得到溶液A；
[0010]S2:将四辛基溴化铵溶入有机溶剂中，搅拌直至溶解，得到溶液B；
[0011]S3:将膦配体加入所述步骤S2得到的溶液B中，进行搅拌得到浊液C；
[0012]S4:将还原剂加入所述步骤S3得到的浊液C中，恒温搅拌，得到浊液D；
[0013]S5:将浊液D离心，得到清液E；
[0014]S6:将清液E进行单晶培养，得到铂纳米团簇。
[0015]作为优选，所述步骤S1中，所述有机溶剂为甲醇，所述二价镉盐为氯化镉，所述二价镉盐与所述氯铂酸的摩尔比为(0.1～5)：1；搅拌的温度为0～40℃，搅拌速率为400～
1000r/min，搅拌反应时间为10～60min。
[0016]作为优选，所述步骤S2中，所述四辛基溴化铵与所述氯铂酸的摩尔比为(1～10)：1；搅拌的温度为0～40℃，搅拌速率为400～1000r/min，搅拌反应时间为10～60min。
[0017]作为优选，所述步骤S3中，所述膦配体为双(二苯基膦)甲烷，所述膦配体与所述氯铂酸的摩尔比为(1～10)：1；搅拌的温度为0
‑
40℃，搅拌速率为400～1000r/min，搅拌反应时间为10～60min。
[0018]作为优选，所述步骤S4中，所述的还原剂为甲硼烷叔丁胺络合物，所述甲硼烷叔丁胺络合物与所述氯铂酸的摩尔比为(1～100)：1；搅拌的温度为0
‑
40℃，搅拌速率为400～1000r/min，搅拌反应时间为10～60min。
[0019]本专利技术提供的制备方法流程简单，无需繁琐的设备与操作，能够制备得到合成正八面体核心的铂团簇。
附图说明
[0020]图1为Pt6(PR)4Cl4团簇结构示意图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本专利技术的具体实施例做详细的说明。需要说明的是，以下各实施例仅用于说明本专利技术的实施方法和典型参数，而不用于限定本专利技术所述的参数范围，由此引申出的合理变化，仍处于本专利技术权利要求的保护范围内。
[0022]需要说明的是，在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0023]本专利技术提供了一种正八面体金属核心的铂纳米团簇，所述团簇为双二苯基膦(甲烷)和氯原子保护的铂纳米团簇，所述团簇由6个铂原子构成正八面体核心，受4个膦配体和4个氯原子形成协同保护结构。
[0024]本专利技术还提供了所述的铂纳米团簇的制备方法，包括以下步骤：
[0025]S1:将二价镉盐溶入有机溶剂中，搅拌直至溶解，而后加入氯铂酸水溶液，溶液在恒温下进行搅拌，即得到溶液A；
[0026]S2:将四辛基溴化铵溶入有机溶剂中，搅拌直至溶解，得到溶液B；
[0027]S3:将膦配体加入所述步骤S2得到的溶液B中，进行搅拌得到浊液C；
[0028]S4:将还原剂加入所述步骤S3得到的浊液C中，恒温搅拌，得到浊液D；
[0029]S5:将浊液D离心，得到清液E；
[0030]S6:将清液E进行单晶培养，得到铂纳米团簇。
[0031]以下结合具体的实际数据，对本专利技术上述的技术方案进行展开与说明。
[0032]实施例1
[0033]本实施例提供了一种正八面体金属核心的Pt6(PR)4Cl4团簇及其制备方法，包括以下步骤：
[0034]S1:在25ml烧瓶中加入10ml甲醇与35mg的5/2水合氯化镉，搅拌溶解后，加入溶于200μL水的20mg氯铂酸，室温下800rpm搅拌30min。
[0035]S2:取50mg四辛基溴化铵加入步骤S1中反应溶液，在800rpm均匀转速下搅拌反应30min。
[0036]S3:加入50mg双二苯基膦(甲烷)，在800rpm均匀转速下搅拌反应30min。
[0037]S4:加入200mg甲硼烷叔丁胺络合物以还原金属离子。在800rpm均匀转速下搅拌反应10h。
[0038]S5:将反应后溶液取出，离心清洗多次。
[0039]S6:将上清液置于甲醇/正己烷体系中长单晶，两周后长出黑色棒状单晶。
[0040]实施例2
[0041]本实施例提供了一种正八面体金属核心的Pt6(PR)4Cl4团簇及其制备方法，包括以下步骤：
[0042]S1:在25ml烧瓶中加入10ml甲醇与70mg的5/2水合氯化镉，搅拌溶解后，加入溶于400μL水的40mg氯铂酸，室温下800rpm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铂纳米团簇，其特征在于，所述团簇为磷原子和氯原子保护的铂纳米团簇，由6个铂原子构成正八面体核心，受4个膦配体和4个氯原子形成协同保护结构。2.根据权利要求1所述的一种铂纳米团簇，其特征在于，所述铂纳米团簇化学式为Pt6Cl4(P2C
25
H
22
)4，属于单斜晶系，空间群为C2/c，单晶的晶体学参数为：α＝90
°
，β＝97.898(5)，γ＝90
°
。3.一种权利要求1
‑
2任一所述的铂纳米团簇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:将二价镉盐溶入有机溶剂中，搅拌直至溶解，而后加入氯铂酸水溶液，溶液在恒温下进行搅拌，即得到溶液A；S2:将四辛基溴化铵溶入有机溶剂中，搅拌直至溶解，得到溶液B；S3:将膦配体加入所述步骤S2得到的溶液B中，进行搅拌得到浊液C；S4:将还原剂加入所述步骤S3得到的浊液C中，恒温搅拌，得到浊液D；S5:将浊液D离心，得到清液E；S6:将清液E进行单晶培养，得到铂纳米团簇。4.根据权利要求3所述的铂纳米团簇的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述有机溶剂为甲醇，所述二价镉盐为氯化镉。5.根据权利要求3所述的铂纳米团簇的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚传好，刘佼虎，黄维，
申请(专利权)人：西北工业大学宁波研究院，
类型：发明
国别省市：