[發(fā)明專利]單分散、壁厚精確可控的富Pt納米籠材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810935758.2
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109256568B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹峰;張亞峰;楊智博;秦娟
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92;H01M4/88;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安佩騰特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61226
• 代理人: 曹宇飛

1.一種單分散、壁厚精確可控的富Pt納米籠材料，其特征在于：所述富Pt納米籠材料的Pt壁層數(shù)n為5.3～13.9；壁厚分布范圍為1.22nm～3.20nm，且可精確控制；在給定原料配比，所述富Pt納米籠材料的壁厚每增加0.7nm，相應(yīng)Pt單層的層數(shù)增加3層；

所述單分散、壁厚精確可控的富Pt納米籠材料的的制備方法包括：

1)制備Pd@Pt核@殼納米材料

稱取乙酰丙酮鉑、乙酰丙酮鈀、表面活性劑和助還原劑加入到二甲基甲酰胺中，超聲、攪拌分散，將溶液加入到聚四氟乙烯不銹鋼反應(yīng)釜中，將其放入普通干燥箱，通過調(diào)控制干燥溫度控制殼層的厚度以達(dá)到設(shè)定厚度，干燥箱的溫度調(diào)控范圍為150～180℃，反應(yīng)結(jié)束自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物用無水乙醇離心、沖洗，所得產(chǎn)物分散在去離子水中待用；

2)制備富Pt納米籠材料

稱取鹵化鐵、表面活性劑、鹵化鉀按照質(zhì)量比為：1～8∶2～5∶17～30的比例混合，加入到無機(jī)溶劑中，待完全溶解后加入一定量的酸溶液；將其混合，在磁力攪拌的狀態(tài)下在油浴鍋中從室溫加熱至55℃～100℃，再加入步驟1)所得產(chǎn)物，55℃～100℃保溫1～3h，待反應(yīng)結(jié)束，溶液自然冷卻至室溫后，所得產(chǎn)物用無水乙醇離心、沖洗，在干燥箱中80℃保持12h，得到單分散、壁厚精確可控的富Pt納米籠材料。

2.如權(quán)利要求1所述單分散、壁厚精確可控的富Pt納米籠材料，其特征在于：所述富Pt納米籠材料的粒徑范圍為15.6nm～20.8nm。

3.如權(quán)利要求2所述單分散、壁厚精確可控的富Pt納米籠材料，其特征在于：所述富Pt納米籠材料的Pt層厚度與Pt單層的層數(shù)在一定條件下呈正比。

4.如權(quán)利要求1所述單分散、壁厚精確可控的富Pt納米籠材料，其特征在于：其特征在于：步驟1)通過調(diào)控制干燥溫度控制殼層的厚度以達(dá)到設(shè)定厚度，具體是：反應(yīng)溫度每增加10℃，富Pt納米籠材料的Pt壁厚依次增加0.7nm，相應(yīng)的Pt單層數(shù)目增加3層。

5.一種負(fù)載型單分散、壁厚精確可控的富Pt納米籠電催化劑，其特征在于：所述負(fù)載型單分散、壁厚精確可控的富Pt納米籠電催化劑包括載體和負(fù)載在載體上的活性組分，所述活性組分為權(quán)利要求1所述單分散、壁厚精確可控的富Pt納米籠材料。

6.如權(quán)利要求5所述的負(fù)載型單分散、壁厚精確可控的富Pt納米籠電催化劑，其特征在于：所述活性組分所占催化劑總質(zhì)量的百分比為5％～10％。

7.如權(quán)利要求5所述的負(fù)載型單分散、壁厚精確可控的富Pt納米籠電催化劑，其特征在于：所述負(fù)載型單分散、壁厚精確可控的富Pt納米籠電催化劑催化氧氣還原反應(yīng)的最高質(zhì)量活性為1.17A/mg_Pt，且最高面積比活性為4.17mA/cm²。