黑、碳纳米纤维、碳纳米线、碳纳米角、碳气凝胶、碳纳米环、富勒稀(C60)和Super P。
[0092]碳黑的实例包括DENCA黑、科琴黑、乙炔黑等。
[0093]碳纳米管可以包括SWCNT、DffCNT、MWCNT、功能化SWCNT、功能化DWCNT、功能化MWCNT、纯化SWCNT、纯化DWCNT或纯化MWCNT中的一种，或者可以为它们的混合物。碳纳米管具有石墨烯片卷绕而没有接缝的管状。管的数量为一的碳纳米管称为单壁碳纳米管(SWCNT)，两个管卷绕的碳纳米管称为双壁碳纳米管(DWCNT)，两个或更多个管卷曲的碳纳米管称作多壁碳纳米管(MWCNT)。
[0094]所述无机微粒可以选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛和氧化锆。
[0095]在根据本申请的一个示例性实施方案制备的载体-中空金属纳米粒子复合物中，中空金属纳米粒子对载体的负载比可以为1(^1:%至70wt%。
[0096]在本申请中，空腔可以指从中空金属纳米粒子外表面的一个区域连续延伸的空的空间。空腔可以以一条在壳部分的一个或两个或更多个区域中，从壳部分的外表面至中空芯的隧道的形式来形成。所述隧道的形式可以为直线、曲线或直线的连续形式，以及曲线和直线混合的连续形式。
[0097]根据本申请的示例性实施方案，空腔可以为从壳部分的外表面延伸至中空的空的空间。
[0098]此外，根据本申请的示例性实施方案，中空金属纳米粒子可以包括通过空腔而从中空纳米粒子外侧的一处或多处表面至其中心处相连通的空的区域。
[0099]所述空腔可以起到利用中空金属纳米粒子的内表面积的作用。具体而言，当将中空金属纳米粒子用于催化剂的用途时，该空腔可以用于增大可以与反应物接触的表面积。因此，所述空腔可以起到使中空金属纳米粒子表现出高活性的作用。
[0100]具体而言，与不具有空腔的中空金属纳米粒子相比，所述中空金属纳米粒子可以包括空腔而使表面积增大20%至100%。
[0101]根据本申请的示例性实施方案，空腔的直径可以为中空金属纳米粒子的粒径的5%以上且在30%以下，具体地5%以上且在20%以下，更具体地5%以上且在15%以下。
[0102]空腔的直径可以指在壳部分中形成的孔洞的直径，并且可以指从壳部分的外表面延伸至中空芯的隧道的直径。
[0103]当空腔的直径小于中空金属纳米粒子的粒径的5%时，无法充分表现出中空金属纳米粒子的活性。此外，当空腔的直径大于中空金属纳米粒子的粒径的30%时，无法维持中空金属纳米粒子的形状。因此，当空腔的直径为中空金属纳米粒子的粒径的5%以上且在30%以下，具体地5%以上且在20%以下，更具体地5%以上且在15%以下时，可以具有通过空腔充分增大与反应物的接触面积的优点。
[0104]此外，本申请提供一种制备燃料电池的方法，该方法包括:制备电解质膜；在所述电解质膜的一个表面上形成阴极；以及在所述电解质膜的另一表面上形成阳极，其中，所述阴极和所述阳极中的至少一个包含载体-中空金属纳米粒子复合物，在载体-中空金属纳米粒子复合物中，中空金属纳米粒子负载在载体上，所述中空金属纳米粒子包括:中空芯部分；壳部分，该壳部分包含第一金属和第二金属；以及空腔，该空腔在所述壳部分的一个或两个或更多个区域中从该壳部分的外表面延伸至所述中空芯。
[0105]所述阴极、阳极以及载体-中空金属纳米粒子复合物与前面所述的相同。
[0106]根据本申请的示例性实施方案，形成阴极和形成阳极中的至少一个还可以包括制备载体-中空金属纳米粒子复合物，并且载体-中空金属纳米粒子复合物的制备可以包括:形成溶液，所述溶液包含溶剂、在溶剂中提供第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子的第一金属盐、在溶剂中提供第二金属离子或包含第二金属离子的原子团离子的第二金属盐、在溶剂中形成胶束的第一表面活性剂、和在溶剂中与所述第一表面活性剂一起形成胶束的第二表面活性剂；向所述溶液中加入载体，进行搅拌；以及向所述溶液中加入还原剂，在载体上形成中空金属纳米粒子。
[0107]此外，本申请提供一种制备中空金属纳米粒子负载在载体上的载体-中空金属纳米粒子复合物的方法，该中空金属纳米粒子包括:中空芯部分；壳部分，该壳部分包含第一金属和第二金属；以及空腔，该空腔在所述壳部分的一个或两个或更多个区域中从该壳部分的外表面延伸至所述中空芯，该方法包括:形成溶液，所述溶液包含溶剂、在溶剂中提供第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子的第一金属盐、在溶剂中提供第二金属离子或包含第二金属离子的原子团离子的第二金属盐、在溶剂中形成胶束的第一表面活性剂、和在溶剂中与所述第一表面活性剂一起形成胶束的第二表面活性剂；向所述溶液中加入载体，进行搅拌；以及向所述溶液中加入还原剂，在载体上形成中空金属纳米粒子。
[0108]下文中，将更详细地描述制备载体-中空金属纳米粒子复合物的方法。
[0109]在根据本申请制备载体-中空金属纳米粒子复合物的方法中，预定的步骤进行划分以描述所进行的过程，并且各个步骤的反应是有机地进行的。
[0110]根据所述制备方法，可以制备具有数纳米的均匀尺寸的中空金属纳米粒子有效负载在载体上的载体-中空金属纳米粒子复合物。通过现有方法，难以制备具有数纳米的尺寸的中空金属纳米粒子，更难以制备均匀尺寸的中空金属纳米粒子，并且负载比和分散性差。然而，根据本申请的制备方法的优势在于，由于可以通过简单的方法在载体上制备具有数纳米的均匀尺寸的中空金属纳米粒子，所以不需要使中空金属纳米粒子负载在载体上的单独过程并且可以提高负载比和分散性。
[0111]制备载体-中空金属纳米粒子复合物的方法优势在于，由于不利用还原电位差，因此无需考虑形成壳的第一金属离子与第二金属离子之间的还原电位。由于制备方法利用金属离子之间的电荷，因而与利用还原电位差的现有制备方法相比，该制备方法简单，因此容易大批量生产，并可以以较低的成本制备负载在载体上的中空金属纳米粒子。而且，优势在于，由于不利用还原电位差，因此与制备中空金属纳米粒子的现有方法相比，减少对于金属盐的使用限制，从而可以使用多种金属盐。
[0112]根据本申请的示例性实施方案，在制备方法中，可以在中空金属纳米粒子中形成中空芯。
[0113]根据本申请的示例性实施方案，溶液的形成可以包括在溶液中通过第一表面活性剂和第二表面活性剂形成胶束。
[0114]根据本申请的示例性实施方案，在制备方法中，所述中空金属纳米粒子的壳部分可以由第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子，以及第二金属离子或包含第二金属离子的原子团离子形成。
[0115]根据本申请的示例性实施方案，第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子可以具有与第一表面活性剂的外端的电荷相反的电荷，第二金属离子或包含第二金属离子的原子团离子可以具有与第一表面活性剂的外端的电荷相同的电荷。
[0116]因此，第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子可以位于在溶液中形成胶束的第一表面活性剂的外端以形成包围胶束的外表面的形状。此外，第二金属离子或包含第二金属离子的原子团离子可以形成包围所述第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子的外表面的形状。所述第一金属盐和第二金属盐可以通过还原剂而形成各自包含第一金属和第二金属的壳部分。
[0117]在本申请中，所述的表面活性剂的外端可以是指形成胶束的第一表面活性剂或第二表面活性剂的胶束的外侧部分。表面活性剂的外端可以指表面活性剂的头部。外端可以指亲水部分。此外，外端可以决定表面活性剂的电荷。
[0118]此外，本申请的表面活性剂可以根据外端的种类分成离子型或非离子型，离子型可以为阳离子型、阴离子型、两性离子型或两性型。所述两性离子表面活性剂含有正电荷和负电荷两者。
[0119]如果本申请的表面活性剂的正电荷和负电荷取决于pH，则该表面活性剂可以为两性表面活性剂，并且其在特定的pH范围内可以是两性离子型表面活性剂。具体而言，在本申请中，阴离子型表面活性剂可以指表面活性剂的外端带负电荷，而阳离子型表面活性剂可以指表面活性剂的外端带正电荷。
[0120]根据本申请的示例性实施方案，在由上述制备方法制备的中空金属纳米粒子中，空腔可以在壳部分的一个或两个或更多个区域中形成。
[0121]所述空腔可以指从中空金属纳米粒子的外表面的一个区域连续延伸的空的空间。空腔可以从壳部分的外表面的一个区域以一条隧道的形式来形成。所述隧道的形式可以为直线、曲线或直线的连续形式、以及曲线和直线混合的连续形式。
[0122]根据本申请的示例性实施方案，当中空金属纳米粒子包括中空时，空腔可以为从壳部分的外表面延伸至中空的空的空间。
[0123]根据本申请的示例性实施方案，在所述制备方法中，可以调整第二表面活性剂的浓度、链长、外端尺寸或电荷种类来在壳部分的一个或两个或更多个区域中形成空腔。
[0124]根据本申请的示例性实施方案，第一表面活性剂可以用于在溶液中形成胶束以使得金属离子或包含金属离子的原子团离子形成壳部分，而第二表面活性剂可以用于形成中空金属纳米粒子的空腔。
[0125]根据本申请的示例性实施方案，所述形成溶液可以包括:通过改变第一和第二表面活性剂的浓度来调节空腔的尺寸或数量。具体而言，根据本申请的示例性实施方案，第二表面活性剂的摩尔浓度可以为第一表面活性剂的摩尔浓度的0.01至0.05倍。也就是说，第二表面活性剂的摩尔浓度可以为第一表面活性剂的摩尔浓度的1/100至1/20倍。具体而言，第二表面活性剂的摩尔浓度可以为第一表面活性剂的摩尔浓度的1/30至1/10。
[0126]根据本申请的示例性实施方案，在所述形成溶液中，第一表面活性剂和第二表面活性剂可以根据上述浓度比来形成胶束。可以通过调节第一表面活性剂与第二表面活性剂的浓度比来调节中空金属纳米粒子的空腔的尺寸或数量。而且，通过连续地形成空腔，可以制备包含一个或多个碗型粒子的中空金属纳米粒子。
[0127]此外，根据本申请的示例性实施方案，所述形成溶液可以包括:通过调节第二表面活性剂的外端的尺寸来调节空腔的尺寸。
[0128]此外，根据本申请的示例性实施方案，所述形成溶液可以包括:将第二表面活性剂的链长调节为不同于第一表面活性剂的链长，从而在第二表面活性剂区域中形成空腔。
[0129]根据本申请的示例性实施方案，第二表面活性剂的链长可以为第一表面活性剂链长的0.5至2倍。具体而言，所述链长可以由碳原子的数目来决定。
[0130]根据本申请的示例性实施方案，通过使第二表面活性剂的链长不同于第一表面活性剂的链长，可以使得与第二表面活性剂的外端结合的金属盐不形成中空金属纳米粒子的壳部分。
[0131]此外，根据本申请的示例性实施方案，所述形成溶液可以包括:通过将第二表面活性剂的电荷调节为不同于第一表面活性剂的电荷来形成空腔。
[0132]根据本申请的示例性实施方案，具有与第一和第二表面活性剂的电荷相反的电荷的第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子可以位于在溶剂中形成胶束的第一和第二表面活性剂的外端。此外，具有与第一金属离子的电荷相反的电荷的第二金属离子可以位于第一金属离子的外表面。
[0133]根据本申请的不例性实施方案，在第一表面活性剂的外端形成的第一金属离子和第二金属离子可以形成中空金属纳米粒子的壳部分，而位于第二表面活性剂的外端的第
[0092]碳黑的实例包括DENCA黑、科琴黑、乙炔黑等。
[0093]碳纳米管可以包括SWCNT、DffCNT、MWCNT、功能化SWCNT、功能化DWCNT、功能化MWCNT、纯化SWCNT、纯化DWCNT或纯化MWCNT中的一种，或者可以为它们的混合物。碳纳米管具有石墨烯片卷绕而没有接缝的管状。管的数量为一的碳纳米管称为单壁碳纳米管(SWCNT)，两个管卷绕的碳纳米管称为双壁碳纳米管(DWCNT)，两个或更多个管卷曲的碳纳米管称作多壁碳纳米管(MWCNT)。
[0094]所述无机微粒可以选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛和氧化锆。
[0095]在根据本申请的一个示例性实施方案制备的载体-中空金属纳米粒子复合物中，中空金属纳米粒子对载体的负载比可以为1(^1:%至70wt%。
[0096]在本申请中，空腔可以指从中空金属纳米粒子外表面的一个区域连续延伸的空的空间。空腔可以以一条在壳部分的一个或两个或更多个区域中，从壳部分的外表面至中空芯的隧道的形式来形成。所述隧道的形式可以为直线、曲线或直线的连续形式，以及曲线和直线混合的连续形式。
[0097]根据本申请的示例性实施方案，空腔可以为从壳部分的外表面延伸至中空的空的空间。
[0098]此外，根据本申请的示例性实施方案，中空金属纳米粒子可以包括通过空腔而从中空纳米粒子外侧的一处或多处表面至其中心处相连通的空的区域。
[0099]所述空腔可以起到利用中空金属纳米粒子的内表面积的作用。具体而言，当将中空金属纳米粒子用于催化剂的用途时，该空腔可以用于增大可以与反应物接触的表面积。因此，所述空腔可以起到使中空金属纳米粒子表现出高活性的作用。
[0100]具体而言，与不具有空腔的中空金属纳米粒子相比，所述中空金属纳米粒子可以包括空腔而使表面积增大20%至100%。
[0101]根据本申请的示例性实施方案，空腔的直径可以为中空金属纳米粒子的粒径的5%以上且在30%以下，具体地5%以上且在20%以下，更具体地5%以上且在15%以下。
[0102]空腔的直径可以指在壳部分中形成的孔洞的直径，并且可以指从壳部分的外表面延伸至中空芯的隧道的直径。
[0103]当空腔的直径小于中空金属纳米粒子的粒径的5%时，无法充分表现出中空金属纳米粒子的活性。此外，当空腔的直径大于中空金属纳米粒子的粒径的30%时，无法维持中空金属纳米粒子的形状。因此，当空腔的直径为中空金属纳米粒子的粒径的5%以上且在30%以下，具体地5%以上且在20%以下，更具体地5%以上且在15%以下时，可以具有通过空腔充分增大与反应物的接触面积的优点。
[0104]此外，本申请提供一种制备燃料电池的方法，该方法包括:制备电解质膜；在所述电解质膜的一个表面上形成阴极；以及在所述电解质膜的另一表面上形成阳极，其中，所述阴极和所述阳极中的至少一个包含载体-中空金属纳米粒子复合物，在载体-中空金属纳米粒子复合物中，中空金属纳米粒子负载在载体上，所述中空金属纳米粒子包括:中空芯部分；壳部分，该壳部分包含第一金属和第二金属；以及空腔，该空腔在所述壳部分的一个或两个或更多个区域中从该壳部分的外表面延伸至所述中空芯。
[0105]所述阴极、阳极以及载体-中空金属纳米粒子复合物与前面所述的相同。
[0106]根据本申请的示例性实施方案，形成阴极和形成阳极中的至少一个还可以包括制备载体-中空金属纳米粒子复合物，并且载体-中空金属纳米粒子复合物的制备可以包括:形成溶液，所述溶液包含溶剂、在溶剂中提供第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子的第一金属盐、在溶剂中提供第二金属离子或包含第二金属离子的原子团离子的第二金属盐、在溶剂中形成胶束的第一表面活性剂、和在溶剂中与所述第一表面活性剂一起形成胶束的第二表面活性剂；向所述溶液中加入载体，进行搅拌；以及向所述溶液中加入还原剂，在载体上形成中空金属纳米粒子。
[0107]此外，本申请提供一种制备中空金属纳米粒子负载在载体上的载体-中空金属纳米粒子复合物的方法，该中空金属纳米粒子包括:中空芯部分；壳部分，该壳部分包含第一金属和第二金属；以及空腔，该空腔在所述壳部分的一个或两个或更多个区域中从该壳部分的外表面延伸至所述中空芯，该方法包括:形成溶液，所述溶液包含溶剂、在溶剂中提供第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子的第一金属盐、在溶剂中提供第二金属离子或包含第二金属离子的原子团离子的第二金属盐、在溶剂中形成胶束的第一表面活性剂、和在溶剂中与所述第一表面活性剂一起形成胶束的第二表面活性剂；向所述溶液中加入载体，进行搅拌；以及向所述溶液中加入还原剂，在载体上形成中空金属纳米粒子。
[0108]下文中，将更详细地描述制备载体-中空金属纳米粒子复合物的方法。
[0109]在根据本申请制备载体-中空金属纳米粒子复合物的方法中，预定的步骤进行划分以描述所进行的过程，并且各个步骤的反应是有机地进行的。
[0110]根据所述制备方法，可以制备具有数纳米的均匀尺寸的中空金属纳米粒子有效负载在载体上的载体-中空金属纳米粒子复合物。通过现有方法，难以制备具有数纳米的尺寸的中空金属纳米粒子，更难以制备均匀尺寸的中空金属纳米粒子，并且负载比和分散性差。然而，根据本申请的制备方法的优势在于，由于可以通过简单的方法在载体上制备具有数纳米的均匀尺寸的中空金属纳米粒子，所以不需要使中空金属纳米粒子负载在载体上的单独过程并且可以提高负载比和分散性。
[0111]制备载体-中空金属纳米粒子复合物的方法优势在于，由于不利用还原电位差，因此无需考虑形成壳的第一金属离子与第二金属离子之间的还原电位。由于制备方法利用金属离子之间的电荷，因而与利用还原电位差的现有制备方法相比，该制备方法简单，因此容易大批量生产，并可以以较低的成本制备负载在载体上的中空金属纳米粒子。而且，优势在于，由于不利用还原电位差，因此与制备中空金属纳米粒子的现有方法相比，减少对于金属盐的使用限制，从而可以使用多种金属盐。
[0112]根据本申请的示例性实施方案，在制备方法中，可以在中空金属纳米粒子中形成中空芯。
[0113]根据本申请的示例性实施方案，溶液的形成可以包括在溶液中通过第一表面活性剂和第二表面活性剂形成胶束。
[0114]根据本申请的示例性实施方案，在制备方法中，所述中空金属纳米粒子的壳部分可以由第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子，以及第二金属离子或包含第二金属离子的原子团离子形成。
[0115]根据本申请的示例性实施方案，第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子可以具有与第一表面活性剂的外端的电荷相反的电荷，第二金属离子或包含第二金属离子的原子团离子可以具有与第一表面活性剂的外端的电荷相同的电荷。
[0116]因此，第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子可以位于在溶液中形成胶束的第一表面活性剂的外端以形成包围胶束的外表面的形状。此外，第二金属离子或包含第二金属离子的原子团离子可以形成包围所述第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子的外表面的形状。所述第一金属盐和第二金属盐可以通过还原剂而形成各自包含第一金属和第二金属的壳部分。
[0117]在本申请中，所述的表面活性剂的外端可以是指形成胶束的第一表面活性剂或第二表面活性剂的胶束的外侧部分。表面活性剂的外端可以指表面活性剂的头部。外端可以指亲水部分。此外，外端可以决定表面活性剂的电荷。
[0118]此外，本申请的表面活性剂可以根据外端的种类分成离子型或非离子型，离子型可以为阳离子型、阴离子型、两性离子型或两性型。所述两性离子表面活性剂含有正电荷和负电荷两者。
[0119]如果本申请的表面活性剂的正电荷和负电荷取决于pH，则该表面活性剂可以为两性表面活性剂，并且其在特定的pH范围内可以是两性离子型表面活性剂。具体而言，在本申请中，阴离子型表面活性剂可以指表面活性剂的外端带负电荷，而阳离子型表面活性剂可以指表面活性剂的外端带正电荷。
[0120]根据本申请的示例性实施方案，在由上述制备方法制备的中空金属纳米粒子中，空腔可以在壳部分的一个或两个或更多个区域中形成。
[0121]所述空腔可以指从中空金属纳米粒子的外表面的一个区域连续延伸的空的空间。空腔可以从壳部分的外表面的一个区域以一条隧道的形式来形成。所述隧道的形式可以为直线、曲线或直线的连续形式、以及曲线和直线混合的连续形式。
[0122]根据本申请的示例性实施方案，当中空金属纳米粒子包括中空时，空腔可以为从壳部分的外表面延伸至中空的空的空间。
[0123]根据本申请的示例性实施方案，在所述制备方法中，可以调整第二表面活性剂的浓度、链长、外端尺寸或电荷种类来在壳部分的一个或两个或更多个区域中形成空腔。
[0124]根据本申请的示例性实施方案，第一表面活性剂可以用于在溶液中形成胶束以使得金属离子或包含金属离子的原子团离子形成壳部分，而第二表面活性剂可以用于形成中空金属纳米粒子的空腔。
[0125]根据本申请的示例性实施方案，所述形成溶液可以包括:通过改变第一和第二表面活性剂的浓度来调节空腔的尺寸或数量。具体而言，根据本申请的示例性实施方案，第二表面活性剂的摩尔浓度可以为第一表面活性剂的摩尔浓度的0.01至0.05倍。也就是说，第二表面活性剂的摩尔浓度可以为第一表面活性剂的摩尔浓度的1/100至1/20倍。具体而言，第二表面活性剂的摩尔浓度可以为第一表面活性剂的摩尔浓度的1/30至1/10。
[0126]根据本申请的示例性实施方案，在所述形成溶液中，第一表面活性剂和第二表面活性剂可以根据上述浓度比来形成胶束。可以通过调节第一表面活性剂与第二表面活性剂的浓度比来调节中空金属纳米粒子的空腔的尺寸或数量。而且，通过连续地形成空腔，可以制备包含一个或多个碗型粒子的中空金属纳米粒子。
[0127]此外，根据本申请的示例性实施方案，所述形成溶液可以包括:通过调节第二表面活性剂的外端的尺寸来调节空腔的尺寸。
[0128]此外，根据本申请的示例性实施方案，所述形成溶液可以包括:将第二表面活性剂的链长调节为不同于第一表面活性剂的链长，从而在第二表面活性剂区域中形成空腔。
[0129]根据本申请的示例性实施方案，第二表面活性剂的链长可以为第一表面活性剂链长的0.5至2倍。具体而言，所述链长可以由碳原子的数目来决定。
[0130]根据本申请的示例性实施方案，通过使第二表面活性剂的链长不同于第一表面活性剂的链长，可以使得与第二表面活性剂的外端结合的金属盐不形成中空金属纳米粒子的壳部分。
[0131]此外，根据本申请的示例性实施方案，所述形成溶液可以包括:通过将第二表面活性剂的电荷调节为不同于第一表面活性剂的电荷来形成空腔。
[0132]根据本申请的示例性实施方案，具有与第一和第二表面活性剂的电荷相反的电荷的第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子可以位于在溶剂中形成胶束的第一和第二表面活性剂的外端。此外，具有与第一金属离子的电荷相反的电荷的第二金属离子可以位于第一金属离子的外表面。
[0133]根据本申请的不例性实施方案，在第一表面活性剂的外端形成的第一金属离子和第二金属离子可以形成中空金属纳米粒子的壳部分，而位于第二表面活性剂的外端的第
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