[发明专利]单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼材料，其特征在于：所述富Pt纳米笼材料的Pt壁层数n为5.3～13.9；壁厚分布范围为1.22nm～3.20nm，且可精确控制；在给定原料配比，所述富Pt纳米笼材料的壁厚每增加0.7nm，相应Pt单层的层数增加3层；

所述单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼材料的的制备方法包括：

1)制备Pd@Pt核@壳纳米材料

称取乙酰丙酮铂、乙酰丙酮钯、表面活性剂和助还原剂加入到二甲基甲酰胺中，超声、搅拌分散，将溶液加入到聚四氟乙烯不锈钢反应釜中，将其放入普通干燥箱，通过调控制干燥温度控制壳层的厚度以达到设定厚度，干燥箱的温度调控范围为150～180℃，反应结束自然冷却至室温，所得产物用无水乙醇离心、冲洗，所得产物分散在去离子水中待用；

2)制备富Pt纳米笼材料

称取卤化铁、表面活性剂、卤化钾按照质量比为：1～8∶2～5∶17～30的比例混合，加入到无机溶剂中，待完全溶解后加入一定量的酸溶液；将其混合，在磁力搅拌的状态下在油浴锅中从室温加热至55℃～100℃，再加入步骤1)所得产物，55℃～100℃保温1～3h，待反应结束，溶液自然冷却至室温后，所得产物用无水乙醇离心、冲洗，在干燥箱中80℃保持12h，得到单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼材料。

2.如权利要求1所述单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼材料，其特征在于：所述富Pt纳米笼材料的粒径范围为15.6nm～20.8nm。

3.如权利要求2所述单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼材料，其特征在于：所述富Pt纳米笼材料的Pt层厚度与Pt单层的层数在一定条件下呈正比。

4.如权利要求1所述单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼材料，其特征在于：其特征在于：步骤1)通过调控制干燥温度控制壳层的厚度以达到设定厚度，具体是：反应温度每增加10℃，富Pt纳米笼材料的Pt壁厚依次增加0.7nm，相应的Pt单层数目增加3层。

5.一种负载型单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼电催化剂，其特征在于：所述负载型单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼电催化剂包括载体和负载在载体上的活性组分，所述活性组分为权利要求1所述单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼材料。

6.如权利要求5所述的负载型单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼电催化剂，其特征在于：所述活性组分所占催化剂总质量的百分比为5％～10％。

7.如权利要求5所述的负载型单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼电催化剂，其特征在于：所述负载型单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼电催化剂催化氧气还原反应的最高质量活性为1.17A/mg_Pt，且最高面积比活性为4.17mA/cm²。