[發明專利]載體-納米粒子復合物、其制備方法和包含該復合物的膜電極組件

有效

• 申請號: 201680043109.0
• 申請日: 2016-09-22
• 公開（公告）號: CN107851807B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 趙俊衍;金相勛;黃教賢;金洸賢;崔蘭;李源均
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92;H01M4/86;H01M8/1004;H01M8/1018
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 王楠楠;李靜

本申請提供一種載體?納米粒子復合物的制備方法、由其得到的載體?納米粒子復合物，以及包含該復合物的膜電極組件，所述制備方法包括：制備在其表面的一部分或全部上涂布有包含陽離子官能團的聚合物的碳載體的步驟；通過在120℃至220℃的溫度下還原包含一種或兩種或更多種金屬前體、所述碳載體和多元醇的溶液形成負載在所述碳載體上的金屬核粒子，從而形成核粒子的步驟；以及通過在20℃至100℃的溫度下還原包含所述負載在碳載體上的金屬核粒子、Pt前體和水的水溶液在所述金屬核粒子的表面的一部分或全部上形成Pt殼，從而形成核?殼納米粒子的步驟，其中，所述核?殼納米粒子負載在所述碳載體上，所述Pt前體由PtA_mB_n表示(此處，A是(NH₃)、(CH₃NH₂)或(H₂O)，B是一價陰離子，m是2、4或6，n是1至7中的任意一個整數)。

技術領域

本申請要求于2015年09月25日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2015-0137015的優先權和權益，該申請的全部內容通過引用并入本申請中。

本申請涉及一種載體-納米粒子復合物、其制備方法和包含該復合物的膜電極組件。

背景技術

納米粒子是具有納米級粒子尺寸的粒子，并且由于較大的比表面積和電子轉移所需的能量隨著物質的尺寸而變化的量子限制效應，因而表現出與大塊物質完全不同的光學、電學和磁性能。因此，由于這些性能，納米粒子在催化劑領域、電磁場領域、光學領域、醫學領域等中的應用已經備受關注。納米粒子可以被認為是介于大塊與分子之間的中間體，并且可以通過兩種方法，即，“自上而下”的方法和“自下而上”的方法合成。

金屬納米粒子的合成方法的實例包括：通過使用還原劑來還原溶液中的金屬離子的方法、使用伽馬射線的方法、電化學方法等，但是在現有方法中，難以合成具有均勻的尺寸和形狀的納米粒子，或者由于各種原因，如使用有機溶劑引起的環境污染、高成本等問題，因而難以經濟地大規模生產高質量的納米粒子。

同時，[Nano Lett.,2011,11(3),pp 919-926]描述了一種包括金(Au)作為核并且包括鉑(Pt)作為殼的核-殼粒子的制備方法，但是僅公開了通過使用作為有機金屬化合物的鉑(Pt)-乙酰丙酮化物(Pt-(acac)₂)和有機溶劑來制備核-殼粒子的方法，而沒有描述可以解決環境污染和高成本問題的核-殼粒子的制備方法。

因此，需要進行能夠使環境污染最小化并且能夠大規模生產而制備核-殼粒子的研究。

發明內容

技術問題

本說明書旨在提供一種載體-納米粒子復合物、其制備方法和包含該復合物的膜電極組件。

技術方案

本說明書的一個示例性實施方案提供一種核-殼納米粒子負載在載體上的載體-納米粒子復合物的制備方法，該制備方法包括：制備在其表面的一部分或全部上涂布有包含陽離子官能團的聚合物的碳載體；通過在120℃以上且220℃以下的溫度下還原包含一種或兩種或更多種金屬前體、所述碳載體和多元醇的溶液形成負載在所述碳載體上的金屬核粒子，從而形成核粒子；以及通過在20℃以上且100℃以下的溫度下還原包含所述負載在碳載體上的金屬核粒子、Pt前體和水的水溶液在所述金屬核粒子的表面的一部分或全部上形成Pt殼，從而形成核-殼納米粒子。

本說明書的一個示例性實施方案提供一種通過使用所述制備方法制備的載體-納米粒子復合物。

本說明書的一個示例性實施方案提供一種膜電極組件，該膜電極組件包括：包含所述載體-納米粒子復合物的電極催化劑層；以及電解質膜。

本說明書的一個示例性實施方案提供一種包括所述膜電極組件的燃料電池。

有益效果