[发明专利]高熵合金及其制备方法、膜电极组件和燃料电池

权利要求书

1.一种高熵合金，其特征在于，所述高熵合金至少包含五种金属元素，所述高熵合金具有二维纳米环或三维纳米花的形貌特征。

2.如权利要求1所述的高熵合金，其特征在于，所述金属元素选自p区金属元素、d区金属元素和ds区金属元素中的至少五种。

3.如权利要求1所述的高熵合金，其特征在于，所述金属元素包括如下(1)～(2)至少一个特征：

(1)所述金属元素选自Ru、Rh、Au、Ir、Pd、Pt、Ag、Cu、Fe、Co、Ni、Pb、Bi、Sn、Sb和Ge中的至少五种；

(2)所述金属元素至少包含Pd元素和Pt元素；

(3)各所述金属元素的摩尔占比为5％～35％。

4.如权利要求1所述的高熵合金，其特征在于，所述高熵合金包括如下(4)～(5)至少一个特征：

(4)所述高熵合金选自钯铂铜铅铋合金、钯铂铜铅锑合金、钯铂铜铋锑合金、钯铂铜铅铋锑合金、钯铂铁锡锑合金、钯铂镍锡锑合金、钯铂钴锡锑合金、钯铂铜铅锡合金和钯铂铜银锗合金中的一种；

(5)所述高熵合金为PdPtCuPbBi二维纳米环、PdPtCuPbSb二维纳米环、PdPtCuBiSb二维纳米环、PdPtCuPbBiSb二维纳米环、PdPtFeSnSb二维纳米环、PdPtNiSnSb二维纳米环、PdPtCoSnSb二维纳米环、PdPtCuPbSn二维纳米环、PdPtCuAgGe二维纳米环或PdPtCuPbBi三维纳米花。

5.一种高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将纳米材料与金属盐前驱体、表面活性剂、还原剂和溶剂混合进行氧化还原反应，生成形貌与所述纳米材料的形貌相对应的高熵合金；所述纳米材料包含2～4种金属元素M；所述金属盐前驱体中至少含有一种金属元素N不同于所述金属元素M，所述纳米材料和所述金属盐前驱体中的金属元素种类不小于5。

6.如权利要求5所述的高熵合金的制备方法，其特征在于，所述纳米材料的形貌选自零维纳米颗粒、一维纳米线、二维纳米片、二维纳米环和三维纳米花中的一种，所述高熵合金的形貌分别对应零维纳米颗粒、一维纳米线、二维纳米环、二维纳米环和三维纳米花。

7.如权利要求5所述的高熵合金的制备方法，其特征在于，所述纳米材料选自PdPtCu零维纳米颗粒、PdPtCu一维纳米线、PdPtCu二维纳米片、PdPtFe二维纳米片、PdPtCo二维纳米片、PdPtNi二维纳米片和PdPtCu三维纳米花中的一种。

8.如权利要求5～7任一项所述的高熵合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下(6)～(11)至少一个特征：

(6)所述金属盐前驱体选自所述金属盐前驱体中金属元素的氯酸盐、氯酸钠盐、氯酸钾盐、乙酰丙酮盐、硝酸盐、氯化盐和癸酸盐中的至少一种；

(7)所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮；

(8)所述还原剂选自抗坏血酸、溴化钾和一水合柠檬酸中的至少一种；

(9)所述溶剂选自N-N二甲基乙酰胺、乙二醇、油胺、苯甲醇和水中的至少一种；

(10)所述氧化还原反应的温度为140℃～180℃；

(11)所述氧化还原反应在保护气氛下进行，所述保护气氛选自氮气和惰性气体中的至少一种。

9.一种膜电极组件，其特征在于，包括质子交换膜和催化层，所述催化层设于所述质子交换膜的两侧，至少一个所述催化层包含权利要求1～4任一项所述的高熵合金或权利要求5～8任一项所述的制备方法制备得到的高熵合金。

10.一种燃料电池，其特征在于，包含权利要求9所述的膜电极组件。