层状铂酸盐、层状铂酸、铂酸纳米片、铂纳米片及它们的制造方法技术

技术编号：42007431 阅读：3 留言：0更新日期：2024-07-12 12:28

[课题]提供能够为了制作作为燃料电池的电极催化剂、废气净化用催化剂、化学产品合成用的催化剂等使用的铂纳米片而使用的层状铂酸盐、层状铂酸、铂酸纳米片、铂纳米片和铂纳米片的制造方法。[解決方案]通过M<subgt;x</subgt;Pt<subgt;y</subgt;O<subgt;z</subgt;·nH<subgt;2</subgt;O(M为一价金属)以层状互相重叠的层状铂酸盐(M为钾，在衍射角2θ＝13°和26°处存在衍射峰)、H<subgt;x</subgt;Pt<subgt;y</subgt;O<subgt;z</subgt;·nH<subgt;2</subgt;O以层状互相重叠的层状铂酸、厚度为1nm以下的铂酸纳米片、厚度为0.6nm以下的铂纳米片解决上述课题。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及层状铂酸盐、层状铂酸、铂酸纳米片、铂纳米片及它们的制造方法。

技术介绍

1、具有优异的催化能力的铂在电极催化剂、废气催化剂、化学产品合成催化剂等各种应用中承担重要的作用。作为一例，对于对固体高分子形燃料电池用电极催化剂的应用进行说明。铂由于对于氢氧化反应、氧还原反应表现出高的催化剂活性，因此作为燃料电池用电极催化剂使用。但是，铂由于为贵金属，因此导致燃料电池的高成本化。为了解决该问题，减少铂用量的方法有效的，需要提高铂利用率。被实用化的燃料电池使用将直径3nm左右的铂纳米颗粒负载于多孔碳上而成的电极催化剂。纳米颗粒的比表面积大，表现出高的催化剂活性。但是，利用效率低、为40％左右。

2、迄今开发了各种形态的铂系电极催化剂。其中，纳米片为厚度数nm、横尺寸为μm级的二维板状晶体，因此比表面积大、可以期待比纳米颗粒高的催化能力。特别是对于1原子层或2原子层的纳米片而言，全部原子在表面露出，利用率极高、为100％。若实现这种纳米片对催化剂的应用，则作为纳米颗粒的替代、可以期待优异的催化能力。

3、对于纳米片，例如非专利文献1中报告了，起始物质使用四氯化铂钾和六亚甲基四胺的铂纳米片的合成法。根据该合成法，通过将起始物质在液相中混合而得到层状化合物，进行剥离，由此得到铂酸纳米片，然后将铂酸纳米片电化学还原，由此得到厚度约1.0nm的铂纳米片。

4、现有技术文献

5、非专利文献

6、非专利文献1：a.funatsu et al.,chem.commun.,50,8503-8506(2014).

7、专利文献

8、专利文献1：日本特开2007-11248号公报

9、专利文献2：日本特开2009-136787号公报

技术实现思路

1、专利技术要解决的问题

2、但是认为，上述铂纳米片厚、由多层原子层构成，存在铂的利用率低于纳米颗粒的问题。

3、本专利技术人等报告了，通过氧化钌和碱金属碳酸盐的固相反应，合成层状氧化钌酸盐和层状氧化钌酸，进行剥离，由此合成氧化钌纳米片，通过在氢流通下进行还原处理，从而得到厚度0.6nm左右的单原子层钌纳米片(专利文献1、2)。希望若即使为铂、也可以适用该合成法，则能够得到铂纳米片。

4、本专利技术是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，着眼于作为燃料电池的电极催化剂、废气净化用催化剂、化学产品合成用的催化剂等使用的铂，提供为了制作铂纳米片而使用的层状铂酸盐、层状铂酸、铂酸纳米片、铂纳米片以及它们的制造方法。

5、用于解决问题的方案

6、(1)本专利技术的层状铂酸盐的特征在于，mxptyoz·nh2o(m为一价金属)以层状互相重叠。

7、本专利技术的层状铂酸盐中，前述m为钾，在衍射角2θ＝13°和26°处存在衍射峰。

8、(2)本专利技术的层状铂酸的特征在于，hxptyoz·nh2o以层状互相重叠。

9、(3)本专利技术的铂酸纳米片的特征在于，其是厚度为1nm以下的铂酸纳米片。

10、(4)本专利技术的铂纳米片的特征在于，其是厚度为0.6nm以下的铂纳米片。

11、(5)本专利技术的铂纳米片的制造方法的特征在于，将铂酸制成层状铂酸盐，将所得到的该层状铂酸盐制成层状铂酸，接着将该层状铂酸制成属于厚度为1nm以下的铂酸片的铂酸纳米片分散于溶剂中而成的铂酸纳米片分散溶液，使用该铂酸纳米片分散溶液通过相互吸附法在基板上形成铂酸纳米片单层膜，在氢环境下对该铂酸纳米片单层膜进行还原处理，从而制造厚度为0.6nm以下的铂纳米片。

12、专利技术的效果

13、根据本专利技术，可以提供为了制作铂纳米片而使用的层状铂酸盐、层状铂酸、和铂酸纳米片。铂由于被用于燃料电池的电极催化剂、废气净化用催化剂、化学产品合成用的催化剂等，因此所得到的铂纳米片可以期待广泛的应用。另外，根据本专利技术，可以提供铂利用率高的单原子层的铂纳米片及其制造方法。

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【技术保护点】

1.一种层状铂酸盐，其特征在于，MxPtyOz·nH2O以层状互相重叠，其中，M为一价金属。

2.根据权利要求1所述的层状铂酸盐，其特征在于，所述M为钾，在衍射角2θ＝13°和26°处存在衍射峰。

3.一种层状铂酸，其特征在于，HxPtyOz·nH2O以层状互相重叠。

4.一种铂酸纳米片，其特征在于，其是厚度为1nm以下的铂酸纳米片。

5.一种铂纳米片，其特征在于，其是厚度为0.6nm以下的铂纳米片。

6.一种铂纳米片的制造方法，其特征在于，将铂酸制成层状铂酸盐，将所得到的该层状铂酸盐制成层状铂酸，接着将该层状铂酸制成属于厚度为1nm以下的铂酸片的铂酸纳米片分散于溶剂中而成的铂酸纳米片分散溶液，使用该铂酸纳米片分散溶液通过相互吸附法在基板上形成铂酸纳米片单层膜，在氢环境下对该铂酸纳米片单层膜进行热处理，从而制造厚度为0.6nm以下的铂纳米片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种层状铂酸盐，其特征在于，mxptyoz·nh2o以层状互相重叠，其中，m为一价金属。

2.根据权利要求1所述的层状铂酸盐，其特征在于，所述m为钾，在衍射角2θ＝13°和26°处存在衍射峰。

3.一种层状铂酸，其特征在于，hxptyoz·nh2o以层状互相重叠。

4.一种铂酸纳米片，其特征在于，其是厚度为1nm以下的铂酸纳米片。

5.一种铂纳米片，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：滝本大裕，杉本涉，
申请(专利权)人：国立大学法人琉球大学，
类型：发明
国别省市：

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