卤素调控三种不同形貌铂-二硫化钼纳米复合材料的制备方法与流程

本发明属于纳米材料技术领域及其应用，涉及贵金属功能化二硫化钼纳米复合材料的制备及其应用，尤其涉及一种卤素调控pt纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料的制备方法及其应用。

背景技术：

pt作为常见的贵金属，是燃料电池的最优催化剂之一，并且特殊形貌的pt纳米结构，具有更优越的醇类催化性能。因而合成小尺寸特殊形貌pt纳米材料在醇类燃料电池的催化反应中得到了广泛关注。催化过程中，pt纳米颗粒容易发生聚焦。而导致催化性能降低，所以把pt负载在基底材料上形成纳米复合材料制成贵金属纳米催化剂从而提高材料稳定性。例如，liu等人利用碳球作为载体负载pt纳米颗粒，在碱性介质中能够实现对甲醇有很好的催化活性，并且催化活性是pt/c催化剂的2倍。

二维（2d）纳米材料由于具有比较大的比表面积，足够多的催化活性位点，良好的化学稳定性和表面易于功能化而使得他们在生物传感、电子、催化、能源等领域已经有了广泛的应用。而二硫化钼（mos2）作为2d纳米材料家族中一个优秀代表，使得二硫化钼作为支撑材料时不仅能够很好的负载贵金属纳米复合材料，而且能够稳定材料的形貌诱导其特殊形貌的生成。譬如yuwen等人报道了通过微波辅助法制备了pd-mos2纳米复合材料并且对甲醇催化氧化具有较强的电催化性能。

我们不引入额外还原剂，实现绿色合成具有特殊形貌的pt纳米颗粒，并且所制备的铂纳米催化剂对醇类催化显示出特别好的催化稳定性，在3000s后仍具有很好的催化活性。不仅如此，该催化剂还具有co抗毒性。综上，本发明制备的卤素调控不同形貌pt纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料在电催化方面具有更优异的催化性能，因而具有潜在的商业应用价值。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种素诱导的铂纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料的制备方法，从而克服上述现有技术中的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种卤素调控三种不同形貌铂-二硫化钼纳米复合材料的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

首先制备铂前驱体：浓度为10mm~1000mm的次氯铂酸钾；

配制溶液一：首先使二甲基甲酰胺dmf与超纯水混合，保证dmf与h2o的体积比为1:10~1:1，之后再加入二硫化钼，使二硫化钼在溶液中的浓度为5~100ug/ml,最后溶液混合均匀使用磁力搅拌器以500~1000r/min的转速搅拌15~40min;

配制溶液二：分别称取0.001~2g碘化钾（ki）0.001~2g溴化钾（kbr）、0.001~2g（kcl）于准备好的三个玻璃瓶中，然后均加入0.01~0.5gpvp，标记为1、2、3，加入1~4ml的水，混合均匀后在磁力搅拌器上以600~900r/min的转速搅拌15~40min，随后向三个玻璃瓶中加入铂前体，体积为200~1000ul，保持相同搅拌速率和时间；

选取步骤2中的3~5ml溶液顺次加入加入到步骤3中的三个瓶子中，混合均匀后在磁力搅拌器上以600~900r/min的转速搅拌5~20min；

最后进行微波100℃~160℃加热，经室温下自然冷却、离心、清洗，将离心产物再分散在一定体积的超纯水中，得到铂纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料。

本发明进一步限定的技术方案为：

优选地，上述技术方案中，步骤2中，二硫化钼作为支撑材料。

优选地，上述技术方案中，步骤1中，次氯铂酸钾作为铂的前驱体。

优选地，上述技术方案中，步骤3中，碘化钾（ki）、溴化钾（kbr）、氯化钾（kcl）为主要的形貌调控剂。

优选地，上述技术方案中，步骤2中，二甲基甲酰胺dmf为辅助的形貌调控剂。

优选地，上述技术方案中，步骤3中，聚乙烯吡咯烷酮pvp为分散剂。

优选地，上述技术方案中，制备过程中单溶液15~40min，双溶液的混合时间为5~20min。

优选地，上述技术方案中，搅拌过程中所需控制的磁力搅拌器的转速维持在800~900r/min。

优选地，上述技术方案中，步骤5中所述的加热方式为微波加热，并且温度维持在100℃~160℃，并且微波时间为10~40min。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1，提供的卤素诱导的铂功能化二硫化钼纳米复合材料的特点是采用简单、高效的微波法合成成功制备了三种形貌即花状，立方，不规则球形的铂单金属纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料。

2，本发明得到的纳米复合材料形貌多样，制备方法简单，所制备的铂功能化纳米复合材料在乙醇的催化氧化方面有很好的应用。

附图说明：

图1为通过变化三种卤素诱导的合成原理图及其对应的放大的tem图。

图2为实施例1制备的卤素诱导的铂功能化二硫化钼复合材料的tem图。

其中图a为卤素i^-诱导的tem图，图b为卤素br^-诱导的tem图，图c为卤素cl^-诱导的tem图。

图3为实施例2制备的不同表面活性剂中卤素i^-诱导的tem图。

其中图a为表面活性剂ctac下卤素i^-诱导的tem图，图b为表面活性剂ctab下卤素i^-诱导的tem图，图c为表面活性剂cmc下卤素i^-诱导的tem图，图d为有表面活性剂pvp下卤素i^-诱导的tem图。

图4为实施例3制备的三种卤素诱导下改变微波反应温度得到的铂纳米颗粒功能化纳米复合材料的tem图。

其中图a为微波温度100℃卤素卤素i^-诱导的tem图，图b为微波温度130℃卤素i^-诱导的tem图，图c为微波温度160℃卤素i^-诱导的tem图，图d为微波温度100℃卤素br^-诱导的tem图，图e为微波温度130℃卤素br^-诱导的tem图，图f为微波温度160℃卤素br^-诱导的tem图，图g为微波温度100℃卤素卤素cl^-诱导的tem图，图h为微波温度130℃卤素cl^-诱导的tem图，图i为微波温度160℃卤素cl^-诱导的tem图。

图5为三种卤素诱导下所制备的纳米复合材料作为催化剂对乙醇的催化稳定性的i-t对比图。

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

本发明采用简单、高效的一步法合成成功制备形貌可控，尺寸可控的卤素诱导的铂纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料。特别是当卤素分别为i^-,br^-,cl^-,反应温度在100~160℃，pvp作为分散剂和dmf作为辅助形貌指导剂的条件下分别合成了花状、小立方块和不规则球形三种形貌的铂纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料。同时这三中纳米复合材料作为催化剂对乙醇的催化氧化都具有较高的催化稳定活性。图1所示为卤素分别为i^-,br^-,cl^-时的合成原理图。

为便于本领域的普通技术人员可以实施本发明，现提供以下具体实施例。

实施例1：

1）首先制备100mm的次氯铂酸钾，根据浓度所需配制溶液的体积称量所需前驱体的质量。

2）配制溶液一：首先加入6ml的dmf与14ml的超纯水混合，加入我们的支撑材料二硫化钼，使得最后二硫化钼的浓度保持在25ug/ml,混合均匀后在磁力搅拌器以800~1000r/min的转速搅拌25min;

3）配制溶液二：称取0.25gpvp,0.2gki,kbr,kcl在准备好的三个玻璃瓶中，标记为1、2、3，三个玻璃瓶子中全部加入100mm的次氯铂酸钾的350ul，混合均匀后在磁力搅拌器以800~1000r/min的转速搅拌25min;

4）取步骤2中的4ml溶液一加入到步骤3中的三个玻璃瓶中，混合均匀后在磁力搅拌器以800~1000r/min的转速搅拌25min;

5）最后在温度为130℃下微波30min,然后至室温条件下自然冷却、离心、清洗，将离心产物再分散在一定量的超纯水中，得到了铂纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料。图2为本实例对应的tem图，图中a、b、c分别对应于本实例标号为1、2、3的各组实例。

实施例2：

以实施例1中的1号为实验，只改变溶液中表面活性剂。

1）配制溶液溶液一：首先加入6ml的dmf与14ml的超纯水混合，加入我们的支撑材料二硫化钼，使得最后二硫化钼的浓度保持在25ug/ml,混合均匀后在磁力搅拌器以800~1000r/min的转速搅拌25min;

2）标号a、b、c、d四个玻璃瓶子，在四个瓶子中加入0.2gki,依次分别在在四个瓶子中加入0.05gctac,0.05gctab,0.05gcmc,0.2gpvp。最后四个玻璃瓶子中全部加入100mm的次氯铂酸钾的350ul，混合均匀后在磁力搅拌器以800~1000r/min的转速搅拌25min;

3）取步骤2中的4ml溶液一加入到步骤2中的四个玻璃瓶中，混合均匀后在磁力搅拌器以800~1000r/min的转速搅拌25min;

4）最后在温度为130℃下微波30min,然后至室温条件下自然冷却、离心、清洗，将离心产物再分散在一定量的超纯水中，得到了所需的纳米复合材料。图3为本实例对应的tem图，图中a、b、c、d分别对应于本实例标号为a、b、c、d的各组实例。

实施例3：

以实施例1中的实验过程为参考，只改变微波反应时的温度。

1）配制溶液一：首先加入9ml的dmf与21ml的超纯水混合，加入我们的支撑材料二硫化钼，使得最后二硫化钼的浓度保持在25ug/ml,混合均匀后在磁力搅拌器以800~1000r/min的转速搅拌25min;

2）标号a、b、c、d、e、f六个玻璃瓶子，在六个瓶子中加入0.25gpvp,在a、d两个玻璃瓶子加入0.2gki,在b、e两个玻璃瓶子加入0.2gkbr,在c、f两个玻璃瓶子加入0.2gkcl。最后六个玻璃瓶子中全部加入100mm的次氯铂酸钾的350ul，混合均匀后在磁力搅拌器以800~1000r/min的转速搅拌25min;

3）取步骤1中的4ml溶液一加入到步骤2中的六个玻璃瓶中，混合均匀后在磁力搅拌器以800~1000r/min的转速搅拌25min;

4）最后使a,d玻璃瓶在100℃微波反应30min,b,e玻璃瓶在130℃微波反应30min,c,f玻璃瓶在160℃微波反应30min,然后至室温条件下自然冷却、离心、清洗，将离心产物再分散在一定量的超纯水中，得到了铂纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料。图4为本实例对应的tem图，图中a、b、c、d、e、f分别对应于本实例标号为a、b、c、d、e、f的各组实例。

图5为当卤素分别为i^-,br^-,cl^-三种情况下，不同形貌的铂纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料作为催化剂对乙醇催化稳定性的i-t图。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。