本發(fā)明具體涉及一種單壁碳納米管限域金屬催化劑催化性能的調(diào)控方法。
背景技術(shù)：
：：1、目前，金屬催化劑包括鉑催化劑、鈀催化劑、銀催化劑等。其中鉑催化劑，是能源領(lǐng)域重要的一類催化劑，已被廣泛應(yīng)用于燃料電池、水分解制氫等可持續(xù)能源系統(tǒng)中。尤其是碳負(fù)載鉑(pt/c)催化劑，它被視為理想的催化劑材料之一，同時也是當(dāng)下商業(yè)化應(yīng)用里的重要催化劑材料之一。2、碳納米材料包括碳納米管、石墨烯、c60等，其中碳納米管應(yīng)用很廣。研究者發(fā)現(xiàn)，可以通過在碳納米管上負(fù)載金屬(例如，pt/c催化劑)以提高催化性能。除此以外，還可以通過在碳納米管內(nèi)限域金屬，以提高催化劑的性能(文獻(xiàn)“amperometric?sensor?for?thedetection?of?hydrogen?stable?isotopes?based?on?pt?nanoparticles?confinedwithin?single-walled?carbon?nanotubes(swnts)”)。3、目前，在碳納米管內(nèi)限域金屬通常通過填充法來實現(xiàn)。然而，目前尚未有針對碳納米管內(nèi)限域金屬的調(diào)控以獲得較好的催化性能的方法。技術(shù)實現(xiàn)思路1、本發(fā)明旨在針對目前尚未有通過對碳納米管內(nèi)限域金屬的調(diào)控以調(diào)控催化性能的方法，提供了一種單壁碳納米管限域金屬催化劑催化性能的調(diào)控方法。2、本發(fā)明的技術(shù)方法如下：3、一種單壁碳納米管限域金屬催化劑催化性能的調(diào)控方法，所述調(diào)控方法包括：在單壁碳納米管內(nèi)填充金屬；通過改變金屬量和/或金屬粒徑的金屬結(jié)構(gòu)調(diào)控方式調(diào)控催化性能。4、可選地，所述填充的步驟包括：s1、將金屬元素熔化物、含有金屬元素的溶液、氣相金屬前體填充至單壁碳納米管內(nèi)，得到填充物；s2、將步驟s1的填充物進(jìn)行處理，使填充物中的金屬元素轉(zhuǎn)變成金屬；其中，改變金屬量的方式包括：控制s1步驟中，金屬元素熔化物、含有金屬元素的溶液、氣相金屬前體進(jìn)入單壁碳納米管內(nèi)部的量，和/或控制s2步驟中，處理過程中填充物轉(zhuǎn)變的金屬量；改變金屬粒度的方式包括：控制處理后金屬在碳納米管的粒徑在0.05～1000nm中的任意范圍內(nèi)。5、可選地，所述金屬的粒徑小于單壁碳納米管的長度。6、可選地，所述控制處理后金屬在碳納米管的粒徑在0.05～50nm中的任意范圍內(nèi)。7、可選地，所述金屬為化學(xué)元素周期表中的金屬。8、可選地，金屬包括金、銀、鉑、銅、鐵、鈷、鎳、鈀、銠、釕、錫、鈦中的一種或多種。9、可選地，所述單壁碳納米管與金屬元素熔化物的質(zhì)量比為1:1～15000。10、可選地，所述單壁碳納米管和含有金屬元素的溶液的比例為100mg：0.01～20m。11、本發(fā)明的有益效果是：12、(1)本發(fā)明的單壁碳納米管限域金屬的催化劑通過改變金屬量和/或金屬粒徑的金屬結(jié)構(gòu)調(diào)控方式來調(diào)控催化劑性能，使其在不同的應(yīng)用場景下使用。13、(2)本發(fā)明通過改變單壁碳納米管內(nèi)填充的金屬量，得到不同含量的單壁碳納米管限域金屬催化劑，從而得到不同活化面積的催化劑，研究者根據(jù)不同應(yīng)用場景對應(yīng)選擇不同粒度和活化面積的催化劑。14、(3)本發(fā)明通過改變處理后的金屬粒徑，得到單原子、雙原子、多原子的催化劑，從而得到不同活化面積的催化劑，研究者根據(jù)不同應(yīng)用場景對應(yīng)選擇不同原子和活化面積的催化劑。技術(shù)特征：1.一種單壁碳納米管限域金屬催化劑催化性能的調(diào)控方法，其特征在于，所述調(diào)控方法包括：2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)控方法，其特征在于，所述填充的步驟包括：3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)控方法，其特征在于，所述金屬的粒徑小于單壁碳納米管的長度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)控方法，其特征在于，所述控制處理后金屬在碳納米管的粒徑在0.05～50nm中的任意范圍內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1任一項所述的調(diào)控方法，其特征在于，所述金屬為化學(xué)元素周期表中的金屬。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)控方法，其特征在于，金屬包括金、銀、鉑、銅、鐵、鈷、鎳、鈀、銠、釕、錫、鈦中的一種或多種。7.根據(jù)權(quán)利要求2任一項所述的調(diào)控方法，其特征在于，所述單壁碳納米管與金屬元素熔化物的質(zhì)量比為1:1～15000。8.根據(jù)權(quán)利要求2任一項所述的調(diào)控方法，其特征在于，所述單壁碳納米管和含有金屬元素的溶液的比例為100mg：0.01～20m。技術(shù)總結(jié)本發(fā)明提供了一種單壁碳納米管限域金屬催化劑催化性能的調(diào)控方法，所述調(diào)控方法包括：在單壁碳納米管內(nèi)填充金屬；通過改變金屬量和/或金屬粒徑的金屬結(jié)構(gòu)調(diào)控方式調(diào)控催化性能。本發(fā)明的單壁碳納米管限域金屬的催化劑通過改變金屬量和/或金屬粒徑的金屬結(jié)構(gòu)調(diào)控方式來調(diào)控催化劑性能，使其在不同的應(yīng)用場景下使用。技術(shù)研發(fā)人員：徐賜剛,胡佳成,桑革受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國工程物理研究院材料研究所技術(shù)研發(fā)日：技術(shù)公布日：2025/1/6