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催化剂是现代化学工业的核心技术之一,而负载型贵金属催化剂则是现在催化剂研究领域的热门课题。为了能在载体上形成尽量小的纳米级单质金属颗粒,目前常用胶体法、微乳液法等技术,制备的催化剂活性非常突出,然而这几种技术通常都需要加入各种化学还原剂,高分子聚合物保护剂,并需要经过沉积、沉淀、多次洗涤,活化等复杂的步骤,不仅成本难以控制,工业化之后对环境也会造成很大的影响。本文就尝试着以等体积浸渍法加辉光放电等离子体处理的方式来制备载体上的纳米金属颗粒,考察的重点就是辉光放电等离子体处理技术是否能够在载体上还原制备出高催化活性的纳米金属颗粒。采用等离子体技术制备的多个载量的Au/C催化剂在葡萄糖氧化反应中都表现出高于氢气还原催化剂的反应活性,而且金负载量越低优势越明显;XPS和FT-IR测试发现,由于等离子体条件下,金颗粒会向载体的中孔和大孔表面富集,活性炭的亲水性也提高了,所以在反应中,O2和大分子的葡萄糖更容易到达金属活性位进行反应,整体表现出更高的反应活性。Pd/C催化剂在等离子体处理后,虽然还有氧化钯存在,但是大部分都被还原,在表面形成了分散均匀的纳米单质钯颗粒,XRD和TEM表明其平均粒径和粒径分布范围都要小于氢气还原的Pd/C催化剂;而且和Au/C催化剂一样,XPS测试表明,等离子体也引起了Pd在载体表面的富集。在随后的反应活性评价中,等离子体处理的催化剂表现出更高的反应活性。等离子体技术制备的双金属Pt-Ru/C催化剂,载体表面的Pt大部分也可以被等离子体还原,形成单质态金属颗粒,虽然少量Ru也可以被还原,与Pt形成双金属颗粒,但是大部分RuCl3是无法分解和被还原的,相对于氢气还原的Pt-Ru/C催化剂,等离子体处理得到的金属颗粒更小,平均粒径受Ru含量的影响也较小。由于Ru没有被有效还原,没有形成更完美的Pt-Ru合金颗粒,因此在电化学测试中,等离子体制备的催化剂活性不如氢气还原。总之,等离子体对于负载于炭载体上的Au、Pd、Pt而言,是一种非常实用的催化剂制备手段,可以将绝大部分的前驱体分解还原为纳米金属颗粒,成为高活性的催化剂。然而金属Ru却不能被等离子体有效还原。这是因为等离子体还原程度取决于金属离子获得电子的能力,这可以用金属离子的标准电极电位来衡量。Ru离子的标准电极电位要比其他三种金属离子低很多,获得电子能力差,因此被等离子体还原程度低。等离子体还原金属,以其操作简单,省时省力,低成本,低能耗,无污染的优点,为贵金属催化剂的制备提供了一个崭新的思路,相信将引起人们的重视。