[发明专利]载体-纳米粒子复合物、催化剂、电化学电池和制备载体-纳米粒子复合物的方法

权利要求书

1.一种载体-纳米粒子复合物，包括：

载体；

设置在所述载体上的金属纳米粒子；和

设置在部分或全部所述金属纳米粒子之间的中间材料层，

其中，所述金属纳米粒子的表面的一部分暴露在外部，并且

所述中间材料层包含阳离子类聚合物电解质和阴离子类聚合物电解质，

其中，设置在所述金属纳米粒子之间的中间材料层的高度h1小于或等于所述金属纳米粒子的平均直径d1，

其中，所述纳米粒子包含选自铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、钼(Mo)、锇(Os)、铱(Ir)、铼(Re)、钯(Pd)、钒(V)、钨(W)、钴(Co)、铁(Fe)、硒(Se)、镍(Ni)、铋(Bi)、锡(Sn)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、铈(Ce)、银(Ag)和铜(Cu)中的一种、两种或更多种金属，和

其中，所述阳离子类聚合物电解质包括具有胺基的聚合物和具有吡啶基的聚合物中的一种或两种，所述阴离子类聚合物电解质包括阴离子聚合物，并且所述阴离子聚合物是具有磺基的聚合物。

2.根据权利要求1所述的载体-纳米粒子复合物，其中，所述中间材料层设置在所述载体的未设置金属纳米粒子的表面的总面积的大于或等于50％并且小于或等于100％上。

3.根据权利要求1所述的载体-纳米粒子复合物，其中，所述具有胺基的聚合物包含聚亚烷基亚胺和聚烯丙基胺盐酸盐PAH中的至少任意一种。

4.根据权利要求1所述的载体-纳米粒子复合物，其中，所述中间材料层还包含碳。

5.一种包含权利要求1至4中任意一项所述的载体-纳米粒子复合物的催化剂。

6.一种包含权利要求5所述的催化剂的电化学电池。

7.一种制备权利要求1至4中任意一项所述的载体-纳米粒子复合物的方法，该方法包括：

通过混合载体与第一聚合物电解质溶液来在所述载体的表面上形成第一聚合物层；

通过将形成有第一聚合物层的载体和金属前体加入到溶剂中来在所述第一聚合物层上形成金属纳米粒子；以及

通过混合形成有第一聚合物层和金属纳米粒子的载体与第二聚合物电解质溶液，来在所述第一聚合物层的未形成金属纳米粒子的部分或全部表面上形成聚合物复合膜，

其中，所述第一聚合物电解质溶液为阴离子类或阳离子类，并且

所述第二聚合物电解质溶液具有与所述第一聚合物电解质溶液相反的电荷，

其中，所述纳米粒子包含选自铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、钼(Mo)、锇(Os)、铱(Ir)、铼(Re)、钯(Pd)、钒(V)、钨(W)、钴(Co)、铁(Fe)、硒(Se)、镍(Ni)、铋(Bi)、锡(Sn)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、铈(Ce)、银(Ag)和铜(Cu)中的一种、两种或更多种金属，和

其中，所述阳离子类聚合物电解质包括具有胺基的聚合物和具有吡啶基的聚合物中的一种或两种，所述阴离子类聚合物电解质包括阴离子聚合物，并且所述阴离子聚合物是具有磺基的聚合物。

8.根据权利要求7所述的制备载体-纳米粒子复合物的方法，包括在所述形成聚合物复合膜之后对该聚合物复合膜进行热处理。

9.根据权利要求8所述的制备载体-纳米粒子复合物的方法，其中，所述聚合物复合膜的热处理在400℃至2000℃的温度下进行。

10.根据权利要求8所述的制备载体-纳米粒子复合物的方法，其中，所述聚合物复合膜的热处理进行30分钟至120分钟。

11.根据权利要求8所述的制备载体-纳米粒子复合物的方法，在所述聚合物复合膜的热处理之后，还包括后处理。

12.根据权利要求11所述的制备载体-纳米粒子复合物的方法，其中，所述后处理是热处理或酸处理。