一种含稀土金属多孔核壳纳米球及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115889800A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211348075.XC22C1/08(2006.01)(22)申请日2022.10.31C25B1/02(2006.01)C25B11/089(2021.01)(71)申请人苏州大学H01M4/90(2006.01)地址215000江苏省苏州市吴中区石湖西路188号(72)发明人曹雪琴黄象钢(74)专利代理机构苏州市中南伟业知识产权代理事务所(普通合伙)32257专利代理师夏苏娟(51)Int.Cl.B22F9/24(2006.01)B22F1/054(2022.01)B22F1/17(2022.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种含稀土金属多孔核壳纳米球及其制备方法(57)摘要本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种含稀土金属多孔核壳纳米球及其制备方法。本方法首次使用一锅多步法合成了内部Ce元素富集的三金属纳米球，且以此为自模板进行煅烧，制得了一种完美的含稀土金属多组分多孔核壳纳米球。与现有的其他制备核壳结构的技术对比，整个制备过程绿色环保，试验与操作简单，反应速率快，产率高。多组分之间的协同作用以及特殊的多孔核壳结构使其具有良好的电化学性能。CN115889800ACN115889800A权利要求书1/1页1.一种含稀土金属多孔核壳纳米球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将有机配体溶解后，加热至60℃‑70℃后加入稀土金属盐溶液，反应0.5h‑2h，得到一次反应溶液；所述有机配体的结构式如下：S2：向所述一次反应溶液中加入过渡金属盐溶液，反应0.5h‑2h，得到二次反应溶液；S3：向所述二次反应溶液中加入过渡金属盐溶液，反应12h‑14h，得到三次反应溶液；S4：将所述三次反应溶液离心、干燥后进行煅烧，得到所述含稀土金属多孔核壳纳米球。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述稀土金属盐溶液中的稀土金属盐为醋酸铈或醋酸钆。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2或S3中，过渡金属盐溶液中的过渡金属盐为醋酸亚铁、醋酸铜、醋酸锰、醋酸锌和醋酸钴中的一种或多种。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机配体和稀土金属盐溶液中的稀土金属盐的摩尔比为3‑36：1。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1和S2中，有机配体和过渡金属盐溶液中的过渡金属盐的摩尔比为4‑12：1。6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1和S3中，有机配体和过渡金属盐溶液中的过渡金属盐的摩尔比为2‑6：1。7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2或S3中，过渡金属盐溶液的溶剂为甲醇。8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，煅烧的温度为500℃‑800℃，保温时间为3h‑8h。9.一种权利要求1‑8中任一项所述制备方法制备得到的含稀土金属多孔核壳纳米球。10.一种燃料电池，其特征在于，包括权利要求9所述的含稀土金属多孔核壳纳米球。2CN115889800A说明书1/5页一种含稀土金属多孔核壳纳米球及其制备方法技术领域[0001]本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种含稀土金属多孔核壳纳米球及其制备方法。背景技术[0002]多金属的核壳纳米材料凭借其核壳之间的空腔体积、可调的金属比例、暴露更多的表面催化位点和不同物质间的协同作用可有效地促进核与壳之间的电子传输。其优秀的结构特点和催化性能使其广泛地应用于催化、能源、传感器、医学等众多领域。[0003]目前，已经发展出了许多构建核壳结构的策略，如模板法、电镀法等。其中，模板法主要包括硬模板法、软模板法以及自模板法。硬模板法是以一定形状的固体粒子为模板来制备核壳纳米材料。软模板法不用具有固定形态、尺寸的固体粒子作为模板，而是选用微乳液滴、表面活性剂胶束、气泡、微囊、大分子聚集体、细菌等模板，省去了模板合成的步骤。硬模板法和软模板法因其步骤繁琐、后处理困难、对环境污染大、产率低等缺点限制了其大规模的生产。[0004]在纳米结构的构建过程中，自模板法指的是以纳米材料自身作为模板去合成具有特殊结构的纳米材料。主要包括两步：第一步是模板纳米材料的制备，第二步涉及将模板化学转化为特殊的结构。自模板法由于其合成过程绿色环保，试验与操作简单，反应速率快，产率高等优点，而受到了人们的广泛关注。另外文献中“Low‑TemperatureCOOxidationoverCeO2andCeO2@Co3O4Core‑ShellMicrospheres,NewJ.Chem,2017,41,13418–1342