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。
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3所述单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼材料,其特征在于:在一定原料配比范围内,所述富Pt纳米笼材料的壁厚每增加约0.7nm,相应Pt单层的层数增加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/mgPt,且最高面积比活性为4.17mA/cm2。
8.权利要求1所述单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
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,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。
9.根据权利要求8所述的单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼材料的制备方法,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壁厚依次增加约0.7nm,相应的Pt单层数目增加3层。
10.权利要求1所述单分散、壁厚精确可控的富Pt纳米笼材料作为活性组分在燃料电池的阴极氧气还原反应中的应用。