[發(fā)明專利]在鈀基核納米粒子上制備全鉑單層的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180066734.4
• 申請日: 2011-02-03
• 公開（公告）號: CN103370130A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.邵
• 申請（專利權(quán)）人: UTC電力公司
• 主分類號: B01J23/44
• 分類號: B01J23/44;B01J35/08;B01J37/02;H01M4/92
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 段菊蘭;李炳愛

1.一種形成催化納米粒子的方法，所述方法包括：

形成具有由鉑殼包封的鈀核的核-殼催化納米粒子；和

通過進(jìn)一步處理所述核-殼催化納米粒子來增加由所述鉑殼所覆蓋的所述核-殼催化納米粒子的表面積百分比。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中增加由所述鉑殼所覆蓋的所述核-殼催化納米粒子的表面積百分比包括：

將所述核-殼催化納米粒子儲(chǔ)存在氫環(huán)境中以將氫吸收到所述鈀核中；和

通過用吸收到所述鈀核中的氫還原鉑鹽來將鉑原子沉積在所述核-殼催化納米粒子表面上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述鉑鹽為鉑(II)鹽。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述鉑鹽選自：四氯鉑酸鉀(K₂PtCl₄)、六氯鉑氫酸(H₂PtCl₄)、氰化鉑(II)(Pt(CN)₂)、氯化鉑(II)(PtCl₂)、溴化鉑(II)(PtBr₂)和乙酰丙酮酸鉑(II)(Pt(acac)₂)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中將鉑原子沉積在所述核-殼催化納米粒子表面上包括：

將所述核-殼催化納米粒子暴露于惰性氣氛；和

將所述核-殼催化納米粒子與含有所述鉑鹽的水溶液混合。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中通過還原所述鉑鹽將鉑原子沉積在所述核-殼催化納米粒子表面上之后所述核-殼催化納米粒子具有較高重量百分比的鉑和較低重量百分比的鈀。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中增加由所述鉑殼所覆蓋的所述核-殼催化納米粒子的表面積百分比包括：

在將所述核-殼催化納米粒子摻入電化學(xué)電池的催化劑層之前使所述核-殼催化納米粒子經(jīng)受電位循環(huán)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中使所述核-殼催化納米粒子經(jīng)受電位循環(huán)包括：

使所述核-殼催化納米粒子經(jīng)受介于0.65伏特和1.0伏特之間的電位循環(huán)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中使所述核-殼催化納米粒子經(jīng)受電位循環(huán)包括：

使所述核-殼催化納米粒子經(jīng)受至少約50個(gè)電位循環(huán)，其中每個(gè)電位至少約5秒。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述電位循環(huán)之后所述核-殼催化納米粒子的質(zhì)量活性提高至少約20%。

11.一種形成用于電化學(xué)電池的催化納米粒子的方法，所述方法包括：

將銅沉積在鈀納米粒子核上；

用鉑原子殼置換所述銅以形成核-殼納米粒子，所述殼覆蓋所述鈀納米粒子核的外表面的一部分；和

在置換所述銅后減少所述殼中的小孔以使得鉑原子覆蓋所述核-殼納米粒子的較大表面積百分比。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中減少所述殼中的小孔包括：

將所述核-殼催化納米粒子暴露于氫環(huán)境；和

在將所述核-殼催化納米粒子儲(chǔ)存在所述氫環(huán)境中之后將所述核-殼催化納米粒子與含有鉑鹽的含水混合物混合。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中將所述核-殼催化納米粒子與含水混合物混合包括：

在惰性環(huán)境中將所述核-殼催化納米粒子與含水混合物混合。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述惰性環(huán)境選自氮環(huán)境和氬環(huán)境。

15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述鉑鹽為鉑(II)鹽。

16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述鉑鹽選自：四氯鉑酸鉀(K₂PtCl₄)、六氯鉑氫酸(H₂PtCl₄)、氰化鉑(II)(Pt(CN)₂)、氯化鉑(II)(PtCl₂)、溴化鉑(II)(PtBr₂)和乙酰丙酮酸鉑(II)(Pt(acac)₂)。