离子液体调控合成Pt-Pd双金属纳米材料及其催化氨硼烷水解释氢

在离子液体溴化1-十四烷基-3-甲基咪唑([C14mim]Br)的调控下,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,在90℃水溶液中一步制备出双金属Pt-Pd纳米材料.通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、高角度环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等对产物的形貌、结构、组成和价态等进行了详细的表征分析.结果表明,除了纯Pd样品,其它比例的Pt-Pd纳米材料均具有多孔结构.离子液体对多孔Pt-Pd纳米材料的调控起到了重要作用,对于[Cnmim]Br离子液体,当烷基侧链长≥C12时,有利于形成多孔的Pd@Pt核壳球形结构.在氨硼烷水解释氢实验中,不同比例的Pt-Pd双金属纳米材料均表现出优于商用Pd/C的催化活性.其中,Pt3Pd7纳米材料具有最优的催化性能,催化过程在6 min内完成,产氢率高达100％.氨硼烷水解释氢的活化能(Ea)为36.15 kJ/mol,周转频率(TOF)为35.72mol/(mol·min).循环5次反应仅需51 min,产率仍能达到100％,表明该催化剂具有较高的催化活性和稳定性.