本发明专利技术公开了一种纳米Pd电催化剂的制备方法，包括六角相溶致液晶的制备、Pd盐前驱体的还原和后处理各单元过程，通过反应时间、光照强度等的改变对生成的纳米Pd的形貌进行调控。本发明专利技术制备的纳米Pd电催化剂的形貌和尺寸可控、可调，视反应时间、灯泡瓦数不同，获得尺寸和形貌可控的纳米Pd电催化剂，适合用于电催化甲醛等有机小分子类作电催化剂。本制备方法条件温和，过程简单，生产周期短，产物均匀，易于规模化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电催化剂的制备方法，具体地说是。
技术介绍
近年来，无机纳米晶簇的合成与表征得到了广泛关注。纳米钯(Pd)作为非均相催化剂，在工业上广泛用于Suzuki、Heck和Stille偶联反应的C-C键的合成以及不饱和烃的加氢反应。而且，由于纳米颗粒具有比表面积大、表面活性中心多、催化效率高等优异性质，可以把纳米材料弓I入到修饰电极中，研究其在电催化领域的应用。 在纳米催化剂的构效关系研究中，形貌-活性关系是一个高级研究课题。研究表明，纳米金属材料的催化或电催化活性强烈依赖于纳米粒子的尺寸和形貌，其生长控制主要是通过制备方法来实现的。目前制备不同形状和尺寸的纳米Pd颗粒有很多种方法，例如，清华大学李亚栋课题组以Pd(acac)2为前躯体，利用水热合成技术，在反应体系内加入油胺，以甲醛为还原剂，控制反应温度在100°C，通过改变油胺用量可以制备二十面体、十面体、八面体、四面体和三角片等不同形貌的纳米Pd晶。中国科学院化学研究所的刘汉范研究员等人在丁醇及氢氧化钠存在的条件下，以甲基异丁酮为溶剂，采用微波辐射热分解Pd(Ac)2的方法得到溶剂稳定的绒球形纳米Pd材料自组装体，平均粒径为 30-50nm。南京大学朱俊杰教授以H2PdCl4为前躯体，在不同的表面活性剂存在下，利用超声电化学还原方法合成球形、多次孪晶以及海绵状球形纳米Pd粒子，发现通过调控前驱体溶液pH和电流密度可以实现对纳米Pd材料的形貌及尺寸的控制。美国华盛顿州大学化学系夏幼南教授领导的实验小组先是利用多羟基醇化学还原法，以乙烯乙二醇化学还原Na2PdCl4，并以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为包覆剂，成功制备了尺寸为50nm左右的单晶纳米Pd立方颗粒。法国里昂第一大学Berhault课题组利用晶种法第一步以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为保护剂，用NaBH4还原Na2PdCl4得到小的Pd纳米粒子；第二步利用这种Pd纳米溶胶作为晶种加入到由Na2PdCl4和还原性较弱的维生素C组成的生长溶液中，生长成较大尺寸的Pd纳米粒子；第三步再利用第二步合成的Pd纳米粒子作为晶种在加入生长溶液中进一步合成更大尺寸的Pd纳米粒子。这种方法可以通过改变Na2PdCl4和晶种的比例合成各种形状的Pd纳米晶。进入21世纪以来，纳米Pd材料的可控制备和性能的研究取得了重大进展，但对纳米粒子形貌(特别是新颖形状)进行可控合成的研究仍是一个巨大的挑战，目前获得成功的仍然很少。从热力学的角度来看，纳米粒子的生长要遵循能量最低原理和表面积最小的原则，要合成可控尺寸和诸如具有复杂形状的三维纳米粒子一般需要比较适宜的生长环境。溶致液晶(Lyotropic Liquid Crystal简称为LLC)通常是由一定浓度的双亲分子在溶剂中形成的长程有序结构。它兼有液体可流动性和晶体各向异性的特点。其中，亲水基团和疏水基团按周期定向排列，液晶重复距离处于纳米尺度，采用的表面活性剂既可以是单一组分，也可以是不同表面活性剂的混合物。LLC具有丰富的相结构，如层状相、立方相、正六角相、反六角相等，并且易于构建和调节。因此，LLC是合成纳米材料的理想反应器。近年来，LLC模板法制备纳米材料的研究备受关注。Qi等以非离子表面活性剂四氧乙烯基正十二烷基醚(C12E4)形成的层状液晶作模板合成了带状的Ag纳米结构，得到的Ag纳米颗粒直径为2-3nm，并紧密排列成带状结构，条带宽度几百纳米，长几微米 ；Huang和Attard小组分别以琥珀酸二异辛酯磺酸钠(AOT)/对二甲苯/硝酸银水溶液形成的反六角相溶致液晶和非离子表面活性剂八乙氧基十六烷基醚(C16EO8)形成的六角相溶致液晶作模板，采用电化学沉积手段来合成了直径为20-30nm的Ag纳米材料和孔径约215nm 的 Pt 的介孔薄膜 ；Surendran先后以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)形成六角相溶质液晶作模 板，然后分别在Y射线辐射下还原Pt(NH3)4Cl2制备多孔纳米Pt和在电子束照射下 还原 Pd(NH3)4Cl2 制备了 Pd 纳米线 。采用LLC作模板合成与组装纳米材料具有常规方法不可比拟的优点，该项技术对于纳米材料的制备有着重要意义。但就目前该技术中也存在一些不够完善的地方，如杂合体的稳定性、纳米粒子与模板的相互作用，在制备过程中要添加大量的还原剂，制备过程反应条件不易控制，或制备过程采用超声波、微波或者电化学工作站或者高能辐射源等试验条件，而导致成本较高，产物不均匀和工业化生产困难等等。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种工艺条件温和，对设备要求低，产物均匀性好，一步合成形貌可控纳米Pd电催化剂的制备方法。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案本专利技术纳米Pd电催化剂的制备方法，包括六角相溶致液晶的制备、Pd盐前驱体的还原和后处理各单元过程所述六角相溶致液晶的制备是将O. 4-2. 4013g十二烷基硫酸钠、O. 006-0. 0374gNaCUO. 005-0. 103g PdClJP l_6mL水混合，密闭条件下升温至30_40°C溶解，然后在搅拌下滴加I. 5-8. 88mL环己烷，再在搅拌下滴加O. 2-1. 29mL正戊醇，得到稳定凝胶，即组份A ；所述Pd盐前驱体的还原是所述组份A于密闭避光条件下反应8-72小时，黄褐色的稳定凝胶反应至黑褐色，得到组份B ;所述后处理是向所述组份B中加入5_15mL异丙醇，得到黑色悬浮液，超声分散5-10min，离心洗涤后加入5_10mL乙醇分散均匀，最后于40°C真空干燥12-48小时，得到纳米Pd电催化剂。本专利技术纳米Pd电催化剂的制备方法，包括六角相溶致液晶的制备、Pd盐前驱体的还原和后处理各单元过程所述六角相溶致液晶的制备是将O. 4-2. 4013g十二烷基硫酸钠、O. 006-0. 0374gNaCUO. 005-0. 103g PdClJP l_6mL水混合，密闭条件下升温至30_40°C溶解，然后在搅拌下滴加I. 5-8. 88mL环己烷，再在搅拌下滴加O. 2-1. 29mL正戊醇，得到稳定凝胶，即组份A ；所述Pd盐前驱体的还原是将所述组份A置于白炽灯下光照反应1-24小时，黄褐色的稳定凝胶反应至黑褐色，得到组份C，白炽灯瓦数为40-250W ；所述后处理是向所述组份C中加入5_15mL异丙醇，得到黑色悬浮液，超声分散5-10min，离心洗涤后加入5_10mL乙醇分散均匀，最后于40°C真空干燥12-48小时，得到纳米Pd电催化剂。本专利技术在避光条件下制备纳米Pd电催化剂的具体步骤如下I、利用三元体系构建六角相溶质液晶，称取0. 4-2. 4013g十二烷基硫酸钠、 O. 006-0. 0374gNaCl、0. 005-0. 103g PdCl2 和 l_6mL 水混合，密闭条件下升温至 30_40°C溶解，然后在搅拌下滴加I. 5-8. 88mL环己烷，再在搅拌下滴加O. 2-1. 29mL正戊醇，得到稳定凝胶，即组份A ;2、将组份A置于暗箱中反应8_72h，黄褐色的稳定凝胶反应至黑褐色，得到组份B ；3、向组份B中加入5-15mL异丙醇,得到黑色悬浮液,超声分散5-10min,离心洗漆10-30min,反复清洗2_4次，添加5_10本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米Pd电催化剂的制备方法，包括六角相溶致液晶的制备、Pd盐前驱体的还原和后处理各单元过程，其特征在于：所述六角相溶致液晶的制备是将0.4？2.4013g十二烷基硫酸钠、0.006？0.0374g？NaCl、0.005？0.103g？PdCl2和1？6mL水混合，密闭条件下升温至30？40℃溶解，然后在搅拌下滴加1.5？8.88mL环己烷，再在搅拌下滴加0.2？1.29mL正戊醇，得到稳定凝胶，即组份A；所述Pd盐前驱体的还原是所述组份A于密闭避光条件下反应8？72小时，得到组份B；所述后处理是向所述组份B中加入5？15mL异丙醇，超声分散5？10min，离心洗涤后加入5？10mL乙醇分散均匀，最后于40℃真空干燥12？48小时，得到纳米Pd电催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王艳丽，谭德新，张明旭，彭勇军，华龙杰，吴天华，方熙，卫伟，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：
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