【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米催化材料合成，尤其涉及一种金属间电子化物纳米颗粒及其制备方法与应用。
技术介绍
1、催化剂作为化学工业的核心，在能源领域扮演着越来越重要的角色。传统催化剂大多以高比表面氧化物、碳等为载体，近些年电子化物(electrides)作为一种新的材料平台得到了广泛的应用研究，有望突破传统催化剂瓶颈，降低催化工业中的能耗。
2、电子化物具有独特的阴离子电子，具有低功函数、可逆的氢存储释放能力以及高载流子密度等优异性质，从而在热催化合成氨、选择加氢、电化学反应等领域展现出良好的催化性能。以热催化合成氨(n2+h2→nh3)为例，尽管ru基催化剂表现出优异的催化潜力，但同时面临着两个问题：(1)氮氮三键的键能较高，导致反应具有较大的能垒即为反应的决速步，从而使得催化效率下降；(2)由于反应发生于ru的表面，吸附过多的h会堵塞活性位点，引起“氢中毒”现象。当把ru金属颗粒负载于电子化物表面上时，可极大地缓解上述问题。电子化物具有与碱金属相当的低功函数，使得电子更容易经过ru表面给到氮氮三键的反键轨道，氮氮三键得到活化，最终导致反应的决速步由氮氮三键的断裂转变为n-hn物种的生成，活化能显著降低。此外，电子化物所具有的阴离子空位使得ru表面吸附的过多的h可以可逆地进入脱出，实现动态平衡，极大地缓解了ru表面的“氢中毒”现象。
3、金属间电子化物(intermetallic electrides)既具有作为电子化物的优异特征，同时因属于金属间化合物而具有良好的化学稳定性及单活性位点等性质，在催化领域得到了快
4、因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
1、基于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种金属间电子化物纳米颗粒及其制备方法与应用，旨在解决采用现有方法制备得到的金属间电子化物的比表面积较小、催化性能无法有效提升或现有金属间化合物的制备方法成本高、产量低的问题。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术的第一方面，提供一种金属间电子化物纳米颗粒的制备方法，其中，所述制备方法为熔盐法，以金属源作为金属间电子化物纳米颗粒中金属的原料，以第一金属卤化物作为熔盐，具体包括如下步骤：
4、将金属源、第一金属卤化物与还原剂进行混合，得到混合物；
5、将所述混合物进行热处理，使得第一金属卤化物熔融，保温预设时间后，以预设降温速率降温至室温，得到所述金属间电子化物纳米颗粒；
6、其中，所述金属源包括金属氧化物、金属氢氧化物和金属盐中的至少一种；
7、所述还原剂包括碱金属、碱金属氢化物、碱土金属和碱土金属氢化物中的至少一种。
8、可选地，所述第一金属卤化物包括碱金属卤化物和碱土金属卤化物中的至少一种。
9、可选地，所述第一金属卤化物包括kcl、nacl、licl、rbcl、cscl、mgcl2、cacl2和srcl2中的至少一种；或所述第一金属卤化物包括kcl、nacl、licl、rbcl、cscl、mgcl2、cacl2和srcl2中的至少两种形成的共晶盐。
10、可选地，所述还原剂包括碱金属、碱金属氢化物、碱土金属和碱土金属氢化物中的至少一种。
11、可选地，所述金属源与第一金属卤化物的质量比为1:(1～10)。
12、可选地，所述还原剂的实际所用物质的量为还原金属源所用理论物质的量的1～10倍。
13、可选地，所述将所述混合物进行热处理前还包括研磨的步骤；
14、所述以预设降温速率降温至室温后，得到所述金属间电子化物纳米颗粒前还包括清洗的步骤。
15、本专利技术的第二方面，提供一种金属间电子化物纳米颗粒，其中，采用本专利技术如上所述的制备方法制备得到。
16、可选地，所述金属间电子化物纳米颗粒包括lacu0.67si1.33纳米颗粒、y5si3纳米颗粒、yb2纳米颗粒或lani0.5si1.5纳米颗粒。
17、本专利技术的第三方面，提供一种本专利技术如上所述的金属间电子化物纳米颗粒在催化领域中的应用。
18、可选地，将所述金属间电子化物纳米颗粒作为合成氨的催化剂。
19、有益效果：本专利技术采用熔盐法，以金属氧化物、金属氢氧化物和金属盐中的至少一种作为金属源，以第一金属卤化物作为熔盐，以碱金属、碱金属氢化物、碱土金属和碱土金属氢化物中的至少一种作为还原剂，制备得到比表面积较大的金属间电子化物纳米颗粒，催化性能得到提升，同时该方法简单、成本较低、产量较高，具有普适性。
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1.一种金属间电子化物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法为熔盐法，以金属源作为金属间电子化物纳米颗粒中金属的原料，以第一金属卤化物作为熔盐，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一金属卤化物包括碱金属卤化物和碱土金属卤化物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一金属卤化物包括KCl、NaCl、LiCl、RbCl、CsCl、MgCl2、CaCl2和SrCl2中的至少一种；或所述第一金属卤化物包括KCl、NaCl、LiCl、RbCl、CsCl、MgCl2、CaCl2和SrCl2中的至少两种形成的共晶盐。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属源与第一金属卤化物的质量比为1:(1～10)。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂的实际所用物质的量为还原金属源所用理论物质的量的1～10倍。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将所述混合物进行热处理前还包括研磨的步骤；
7.一种金属间电子化物纳米颗
8.根据权利要求7所述的金属间电子化物纳米颗粒，其特征在于，所述金属间电子化物纳米颗粒包括LaCu0.67Si1.33纳米颗粒、Y5Si3纳米颗粒、YB2纳米颗粒或LaNi0.5Si1.5纳米颗粒。
9.一种权利要求7或8所述的金属间电子化物纳米颗粒在催化领域中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将所述金属间电子化物纳米颗粒作为合成氨的催化剂。
...【技术特征摘要】
1.一种金属间电子化物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法为熔盐法，以金属源作为金属间电子化物纳米颗粒中金属的原料，以第一金属卤化物作为熔盐，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一金属卤化物包括碱金属卤化物和碱土金属卤化物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一金属卤化物包括kcl、nacl、licl、rbcl、cscl、mgcl2、cacl2和srcl2中的至少一种；或所述第一金属卤化物包括kcl、nacl、licl、rbcl、cscl、mgcl2、cacl2和srcl2中的至少两种形成的共晶盐。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属源与第一金属卤化物的质量比为1:(1～10)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：施佩兰，焦体文，张葭榕，蔡卫征，邬家臻，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：
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