中空金属粒子、包含所述中空金属粒子的电极催化剂、包含所述电极催化剂的电化学电池...的制作方法_2

文档序号:9712775阅读:来源:国知局
的平均值为10nm且其偏差为3nm的情况是指该中空金属粒子分布在7nm以上且为13nm以下的尺寸内。
[0046]本申请提供一种包含所述中空金属粒子的电极催化剂。
[0047]所述催化剂是指具有反应速度的提高或降低效果,并且在反应完成后以初始状态存在的物质。
[0048]在本申请中,电极催化剂可以为提高反应速度的正催化剂,具体而言,可以为提高电池内的氧化或还原反应速度的正催化剂。
[0049]所述电极催化剂可以为燃料电池催化剂,具体而言,可以为用于燃料电池内的氧还原反应的催化剂。
[0050]本申请提供一种包含所述电极催化剂的电化学电池。
[0051]所述电化学电池是通过物质的化学反应而将化学能转化为电能的电池,对于所述电化学电池的种类没有特别限制,只要该电化学电池是将化学能转化为电能的电池即可。
[0052]所述电化学电池可以为原电池、二次电池、蓄电池和燃料电池中的任意一种。
[0053]对于包含所述电极催化剂的电化学电池的种类没有特别限制,但该电化学电池可以为二次电池或燃料电池,例如聚合物电解质膜燃料电池。
[0054]本申请提供一种制备中空金属粒子的方法,包括:形成中空芯部分;以及包含第一金属、第二金属和第三金属的金属壳。
[0055]后面所将要描述的中空芯部分、第一金属、第二金属、第三金属、金属壳和表面活性剂与在所述中空金属粒子中描述的那些相同。
[0056]在本申请的示例性实施方案中,中空芯部分和金属壳的形成可以包括:在由表面活性剂形成的胶束的表面上形成包含第一金属、第二金属和第三金属的金属壳。
[0057]在本申请的示例性实施方案中,中空芯部分和金属壳的形成可以包括:在由表面活性剂形成的胶束的表面上形成包含第一金属、第二金属和第三金属的金属壳;以及在形成金属壳后,对形成有中空芯部分和金属壳的粒子进行洗涤。
[0058]在所述洗涤中,所述粒子可以用水或醇来洗涤。
[0059]在本申请的示例性实施方案中,所述方法还可以包括:在形成金属壳后,去除胶束。
[0060]在本申请的示例性实施方案中,在胶束的表面上形成金属壳可以包括:搅拌包含表面活性剂、第一金属前体、第二金属前体、第三金属前体和溶剂的溶液;以及向该溶液中加入还原剂,对第一金属前体、第二金属前体和第三金属前体进行还原。
[0061]对于第一金属前体、第二金属前体和第三金属前体的种类没有限制,但所述第一金属前体为包含第一金属离子或含有第一金属离子的原子团离子的盐,并可以起到提供第一金属的作用。所述第二金属前体为包含第二金属离子或含有第二金属离子的原子团离子的盐,并可以起到提供第二金属的作用。此外,所述第三金属前体为包含第三金属离子或含有第三金属离子的原子团离子的盐,并可以起到提供第三金属的作用。
[0062]在本申请的示例性实施方案中,溶剂可以为水。
[0063]在本申请的示例性实施方案中,在将水选作溶剂的情况下,在溶液中,表面活性剂的浓度可以为对于水的临界胶束浓度(CMC)的0.5倍以上且为5倍以下。
[0064]如果表面活性剂的浓度小于临界胶束浓度的0.5倍,则吸附在金属盐上的表面活性剂的浓度会相对下降。因此,形成芯的表面活性剂的量会整体降低。同时,如果表面活性剂的浓度大于临界胶束浓度的5倍,则表面活性剂的浓度相对提高,因此形成中空芯的表面活性剂和不形成中空芯的金属粒子会混合而聚集。
[0065]根据本申请的示例性实施方案,中空金属粒子的尺寸可以通过形成胶束的表面活性剂的链长来调节。具体而言,如果表面活性剂的链长较短,则由于胶束的尺寸减小,中空尺寸减小,因此中空金属粒子的尺寸会减小。
[0066]根据本申请的示例性实施方案,表面活性剂的链的碳原子数目可以为16以下。具体而言,所述链的碳原子数目可以为8以上且为16以下。或者,该链的碳原子数目可以为10以上且为12以下。
[0067]在本申请的示例性实施方案中,可以提供两种或更多种表面活性剂。
[0068]在本申请的示例性实施方案中,两种或更多种表面活性剂可以包括两种或更多种阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
[0069]在表面活性剂包括一种或多种阳离子表面活性剂以及一种或多种阴离子表面活性剂的情况下,基于所述阴离子表面活性剂的摩尔数,所述阳离子表面活性剂的摩尔比可以为0.1以上且为0.4以下。在此情况下,由表面活性剂生成的胶束的稳定性提高。
[0070]对于所述阴离子表面活性剂没有特别限制,但是例如该阴离子表面活性剂可以选自月桂酸钾、硬脂酸三乙醇胺、月桂基硫酸铵、十二烷基硫酸锂、月桂基硫酸钠、十二烷基硫酸钠、烧基聚氧乙稀硫酸酯(alkyl polyoxyethylene sulfate)、海藻酸钠、琥?自酸二辛酯磺酸钠、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、磷脂酸及其盐、甘油酯、羧甲基纤维素钠、胆汁酸及其盐、胆酸、脱氧胆酸、甘氨胆酸、牛磺胆酸、甘氨脱氧胆酸、烷基磺酸盐、芳基磺酸盐、烷基磷酸盐、烷基膦酸酯、硬脂酸及其盐、硬脂酸钙、磷酸盐、琥珀酸二辛酯磺酸盐、磺基琥珀酸钠的二烷基酯、磷脂和羧甲基纤维素钙中。
[0071 ]对于所述阳离子表面活性剂没有特别限制,但是例如该阳离子表面活性剂可以选自季铵化合物、氯化苯甲烷铵、十六烷基三甲基溴化铵、脱乙酰壳多糖、十二烷基二甲基苄基氯化铵、酰基肉碱盐酸盐、卤化烷基吡啶鑰、氯化十六烷基吡啶鑰、阳离子脂质、聚甲基丙烯酸甲酯三甲基溴化铵、锍化合物、聚乙烯吡咯烷酮-2-二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯二甲基硫酉爱酉旨(polyvinylpyrrolidone-2_dimethylaminoethyl methacrylate dimethylsulfate)、十六烷基三甲基溴化铵、鱗化合物、苄基-双(2-氯乙基)乙基溴化铵、椰油基三甲基氯化铵、椰油基三甲基溴化铵、椰油基甲基二羟乙基氯化铵、椰油基甲基二羟乙基溴化钱、癸基三乙基氯化钱、癸基二甲基轻乙基氯化溴化钱(decyl dimethyl hydroxyethylammonium chloride bromide)、Ci2_Ci5_二甲基轻乙基氯化钱、C12-C15-二甲基轻乙基氯化溴化钱(Ci2-Ci5-dimethyl hydroxyethyl ammonium chloride bromide)、挪油基二甲基轻乙基氯化钱、椰油基二甲基轻乙基溴化钱、肉豆蔻基三甲基甲基硫酸钱(myristyl trimethylammonium methyl sulfate)、十二烧基二甲基节基氯化钱、十二烧基二甲基节基溴化钱、十二烧基二甲基(乙稀氧基)4氯化钱(lauryl dimethyl(ethenoxy)4ammonium chloride)、十二烷基二甲基(乙烯氧基)4溴化铵、N-烷基(C12-C18) 二甲基苄基氯化铵、N-烷基(Cw-Cm) 二甲基苄基氯化铵、N-十四烷基二甲基苄基氯化铵一水合物、二甲基二癸基氯化铵、N-烷基(Ci2_Ci4) 二甲基1-萘基甲基氯化钱、三甲基齒化钱烧基-三甲基钱盐(trimethylammoniumhalide alky 1-trimethylammonium salt)、二烧基-二甲基钱盐、十二烧基三甲基氯化钱、乙氧基化烷基酰胺基烷基二烷基铵盐、乙氧基化三烷基铵盐、二烷
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