单壁碳纳米管自还原法制备负载Pt催化剂及其催化性能

高等学校化学学报 ›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (4): 741.doi:

单壁碳纳米管自还原法制备负载Pt催化剂及其催化性能

曹优明^1,2, 王志永¹, 牛芳³, 宋卫国³, 施祖进¹, 顾镇南¹

1. 北京分子科学国家实验室, 稀土材料化学及应用国家重点实验室, 北京大学化学与分子工程学院, 北京 100871;
2. 重庆文理学院化学与环境工程学院, 永川 402168;
3. 北京分子科学国家实验室, 中国科学院化学研究所, 北京 100190

收稿日期:2008-12-02 出版日期:2009-04-10 发布日期:2009-04-10
通讯作者: 施祖进, E-mail:zjshi@pku.edu.cn
基金资助:
国家“九七三”计划(批准号: 2006CB932701)、国家“八六三”计划(批准号: 2007AA03Z311)和国家自然科学基金(批准号: 20771010)资助.

Preparation of SWNTs/Pt Composites Using SWNTs as Reducing Agent and Their Catalytic Properties

CAO You-Ming^1,2, WANG Zhi-Yong¹, NIU Fang³, SONG Wei-Guo³, SHI Zu-Jin^1*, GU Zhen-Nan¹

1. Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, State Key Lab of Rare Earth Materials Chemistry and Applications, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China;
2. College of Chemistry and Environment Engineering, Chongqing University of Arts and Sciences, Yongchuan 402168, China;
3. Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China

Received:2008-12-02 Online:2009-04-10 Published:2009-04-10
Contact: SHI Zu-Jin, E-mail:zjshi@pku.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

金属Pt是良好的催化加氢、脱氢催化剂, 利用单壁碳纳米管(SWNTs)自身的还原性, 将K₂PtCl₆溶液中的Pt直接还原并负载在SWNTs表面上, 制备了具有良好催化性能的SWNTs/Pt负载型催化剂. 通过TEM, XPS和TG对材料进行了表征, 研究了K₂PtCl₆浓度及溶剂对Pt负载量、粒径的影响, 并测试了SWNTs/Pt的催化性能. 实验结果表明, SWNTs负载的Pt颗粒小, 分散均匀, 负载量高, 与SWNTs结合紧密, 催化性能好, 是催化加氢和脱氢反应的良好催化剂.

关键词: 单壁碳纳米管, 复合物, 铂, 催化性能

Abstract:

SWNTs/Pt composites for catalysis were prepared through redox reaction between SWNTs and K₂PtCl₆. Characterization of the composites by TEM, XPS and TG techniques revealed that large quantities of Pt particles with diameters of ~1.5 nm distribute evenly on the SWNTs. The influences of concentration of K₂PtCl₆ solution and solvents of SWNTs on the quantity and size of Pt particles were investigated. SWNTs/Pt composites containing 24.76%(mass fraction) Pt were obtained using high purity SWNTs and K₂PtCl₆ solution of 10 mmol/L. The SWNTs/Pt composites exhibit high catalytic activity for hydrogenation of cyclohexene. The conversion rate from cyclohexene to cyclohexane is up to 100% at room temperature.

Key words: Single-wall carbon nanotube, Composite, Pt, Catalytic property

中图分类号:

O643
O613.71

TrendMD:

曹优明, 王志永, 牛芳, 宋卫国, 施祖进, 顾镇南. 单壁碳纳米管自还原法制备负载Pt催化剂及其催化性能. 高等学校化学学报, 2009, 30(4): 741.

CAO You-Ming, WANG Zhi-Yong, NIU Fang, SONG Wei-Guo, SHI Zu-Jin*, GU Zhen-Nan . Preparation of SWNTs/Pt Composites Using SWNTs as Reducing Agent and Their Catalytic Properties. Chem. J. Chinese Universities, 2009, 30(4): 741.

参考文献

Iijima S.. Nature[J], 1991, 354: 56—58
Yu X., Chattopadhyay D., Galeska L., et al.. Electrochemistry Communication[J], 2003, 5: 408—411
Liu Z. L., Lin X. H., Lee J. Y., et al.. Langmuir[J], 2002, 18(10): 4054—4060
Li W. Z., Liang C. H., Zhou W. J., et al.. J. Phys. Chem. B[J], 2003, 107(26): 6292—6299
CHEN Wei-Xiang(陈卫祥), HAN Gui(韩贵), Lee J. Y., et al.. Chem. J. Chinese Universities(高等学校化学学报)[J], 2003, 24(12): 2285—2287
Liu Z. L., Lee J. Y., Chen W. X., et al.. Langmuir[J], 2004, 20(1): 181—187
Liu Y. Q., Gao L.. Carbon[J], 2005, 43(1): 47—52
Peng L. M., Zhang Z. L., Xue Z. Q., et al.. Physical Review Letters[J], 2000, 85(15): 3249—3252
Dong S. K., Takhee L., Kurt E. G.. Angew. Chem. Int. Ed.[J], 2006, 45(1): 104—107
Choi H. C., Shim M., Bangsaruntip S., et al.. Chem. Soc.[J], 2002, 124(31): 9058—9059
O′Connell M. J., Bachilo S. M., Huffman C. B., et al.. Smalley, Science[J], 2002, 297(26): 593—596
Lordi V., Yao N., Wei J.. Chem. Mater[J], 2001, 13(3): 733—737
Xiang L., Du F., Liang J. J., et al.. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical[J], 2007, 276(1/2): 191—196
Li H. J., Feng L., Guan L. H., et al.. Solid State Commun.[J], 2004, 132(3/4): 219—224
Shi Z. J., Lian Y. F., Liao F. H., et al.. Solid State Commun.[J], 1999, 112(1): 35—37
Aric A. S., Shukla A. K., Kim H., et al.. Applied Surface Science[J], 2001, 172(1): 33—40
LIU Jian-Xun(刘建勋), JIANG Wei(姜炜), WANG Zuo-Shan(王作山), et al.. Rare Metal Materials and Engineering(稀有金属材料与工程)[J], 2008, 37(8): 1364—1368
Ahmed K. Aboul-Gheit, Noha A. K. Aboul-Gheit, Ahmed E. Awadallah. Chinese Journal of Catalysis(催化学报)[J], 2008, 29(2): 113—122

[1]	任诗杰, 谯思聪, 刘崇静, 张文华, 宋礼. 铂单原子催化剂同步辐射X射线吸收谱的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(9): 20220466.
[2]	韦春洪, 蒋倩, 王盼盼, 江成发, 刘岳峰. 贵金属Pt促进Co基费托合成催化剂的原子尺度结构分析[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(8): 20220074.
[3]	胡慧敏, 崔静, 刘丹丹, 宋佳欣, 张宁, 范晓强, 赵震, 孔莲, 肖霞, 解则安. 过渡金属修饰对Pt/M-DMSN催化剂丙烷脱氢性能的影响[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(4): 20210815.
[4]	张太文, 郭军, 张丹, 袁常梅, 邱双艳. trz-Cl-Cu-PMo₁₂的合成、表征及催化氧化碘离子性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(10): 20220215.
[5]	唐定, 衷水平. Bi_1-_xFe_xVO₄薄膜光阳极的制备及光电化学性能[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(8): 2509.
[6]	吴卓彦, 李至, 赵旭东, 王倩, 陈顺鹏, 常兴华, 刘志亮. 一步法高效制备纳米Si/C复合材料及其在高性能锂离子电池中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(8): 2500.
[7]	刘爱清, 徐文生, 徐晓雷, 陈继忠, 安立佳. 高分子/棒状纳米粒子复合物的分子动力学模拟[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(3): 875.
[8]	李晓蕾, 孙云娇, 唐颖, 王长生. 醇及脱氧核糖与水分子间三体作用强度的快速准确计算[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(12): 3664.
[9]	李梅, 夏晓娟, 陈志雄, 杨梦, 李紫滢, 杨通, 孟爽, 杨云慧, 胡蓉. 基于铂纳米颗粒@金属有机骨架纳米模拟酶的无标记电化学赭曲霉毒素适体传感器的构建[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(12): 3615.
[10]	任玉双, 郭园园, 刘学怡, 宋杰, 张川. 顺铂前药接枝修饰硫代DNA及其自组装靶向纳米药物研究[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(8): 1721.
[11]	成荣敏,徐虹,单瑞平,詹从红. La掺杂钛酸钙光催化剂在可见光下分解水制氢的影响因素[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(6): 1345.
[12]	王瑞雪, 尹冬梅, 宋永新, 单桂晔. CuS/Ag₂S纳米复合物的制备及类过氧化物酶性质[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(6): 1218.
[13]	刘亚冰,李明阳,田戈,阿拉腾沙嘎,裴桐鹤,聂婧思. 基于2-氨基吡啶的两个簇基超分子化合物的合成、结构及催化性能[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(5): 995.
[14]	戴利均, 孙昭艳. 聚合物纳米复合体系中聚合物结构及动力学研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(5): 924.
[15]	赵关芳, 邹天一, 程思航, 于洋, 王慧利, 王宏达. 原位冷冻电子断层扫描的发展及在生物研究方面的应用[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(11): 2335.