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双金属纳米颗粒就是包括两种不同的金属原子,与单金属相比较,双金属纳米颗粒具有以下一些特性:①有助于研究不同金属合金形成过程,为其提供模型;②改变双金属的组成,可以得到与单金属颗粒不同的性质,例如添加第二种金属元素可以改变单金属纳米颗粒的催化活性、选择性和抗失活性。③双金属纳米颗粒具有特殊结构,例如,核壳结构、簇簇结构、分离或任意结构。④改善合成工艺可以节约贵金属材料。
本文利用化学还原法合成了由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定的Pd、Pt单金属纳米颗粒,在单金属纳米催化剂的基础上采用分步还原的方法分别合成了PVP-PdxsPty和PVP-PtxsPdy双金属纳米胶体,采用同时还原的方法合成了PVP-Pd0.5Pt0.5双金属纳米胶体,所得产物具有粒径小、分布窄、在室温下可稳定地储存数月而不沉淀的性质。并用紫外可见光谱(UV-vis)、透射电子显微镜(TEM)及X-射线衍射(XRD)对其进行了表征。结果发现采用不同步骤制备的钯铂双金属纳米催化剂具有不同的颗粒结构:以纳米Pt为晶种制备的PVP-PtxsPdy 具有核壳结构,即Pt为核Pd为壳;以纳米Pd为晶种制备的PVP-PdxsPty的颗粒结构比较复杂,颗粒表面可能是Pd、Pt的合金相,颗粒内部可能是Pt或Pd;同时还原法制备的 PVP-Pd0.5Pt0.5 也具有核壳结构,即Pt为核Pd为壳。以环己烯为原料,甲醇为介质,检测了纳米Pd、Pt及采用不同方法合成的一系列纳米钯铂双金属催化剂均相催化氢化环己烯的催化活性。结果表明,颗粒结构不同的催化剂,对环己烯具有不同的催化活性,在不同pH值条件下同一催化剂也表现出不同的催化活性,因此钯铂双金属纳米催化即在催化环己烯时体系的酸度是一个不可忽视的因素。在催化剂使用寿命的实验中,发现钯铂双金属纳米催化剂的使用寿命比单金属钯、铂催化剂的使用寿命要长,催化活性降低速率慢。