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燃料电池及其制备方法

2021-10-26 12:08:34 来源:中国专利 TAG:
一金属离子和第二金属离子可以不形成壳,而形成空腔。
[0134]根据本申请的示例性实施方案,当第一表面活性剂为阴离子型表面活性剂时,在形成溶液中,该第一表面活性剂可以形成胶束,并且所述胶束可以被第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子的阳离子所包围。而且,包含第二金属离子的原子团离子的阴离子可以包围所述阳离子。此外,在加入还原剂以形成所述中空金属纳米粒子中,包围胶束的阳离子可以形成第一壳,并且包围所述阳离子的阴离子可以形成第二壳。
[0135]此外,根据本申请的示例性实施方案,当第一表面活性剂为阳离子型表面活性剂时,在形成溶液中,该第一表面活性剂可以形成胶束,并且所述胶束可以被包含第一金属离子的原子团离子的阴离子所包围。而且,第二金属离子或包含第二金属离子的原子团离子的阳离子可以包围所述阴离子。此外,在加入还原剂以形成所述中空金属纳米粒子时,包围胶束的阴离子可以形成第一壳,并且包围所述阴离子的阳离子可以形成第二壳。
[0136]根据本申请的示例性实施方案,所述中空金属纳米粒子的形成可以包括:形成第一和第二表面活性剂区域,以形成中空的胶束。
[0137]根据本申请的示例性实施方案,第一表面活性剂和第二表面活性剂可以都为阳离子型表面活性剂。
[0138]或者,根据本申请的示例性实施方案,第一表面活性剂和第二表面活性剂可以都为阴离子型表面活性剂。
[0139]根据本申请的示例性实施方案,当第一表面活性剂和第二表面活性剂具有相同电荷时,可以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来形成胶束。具体而言,由于第二表面活性剂在链长上的差异,位于第二表面活性剂外端的第一和第二金属离子不与位于第一表面活性剂外端的第一和第二金属离子相邻,因此不形成壳部分。
[0140]根据本申请的示例性实施方案,第一表面活性剂和第二表面活性剂中的任意一个可以为阴离子型表面活性剂,而另一个可以为阳离子型表面活性剂。也就是说,在本申请的示例性实施方案中,第一和第二表面活性剂可以具有不同的电荷。
[0141]根据本申请的示例性实施方案,当第一和第二表面活性剂具有不同的电荷时,可以通过使链的长度彼此不同来形成中空金属纳米粒子的空腔。在这种情况下,空腔的形成原理与前述第一和第二表面活性剂具有相同电荷的情况相同。
[0142]具体而言,图1示出了根据本申请的示例性实施方案在载体上形成的胶束的实例。根据图1,胶束位于处于中心的载体的周围。在胶束中,第一表面活性剂的外端是阴离子型的,第二表面活性剂的外端是阳离子型的。在这种情况下,胶束可以被第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子所包围。再者,其外围可以被第二金属离子或包含第二金属离子的原子团离子所包围。此后,如果加入还原剂,在载体上形成中空金属纳米粒子时,包围胶束的阳离子可以形成第一壳,并且包围阳离子的阴离子可以形成第二壳。在这种情况下,第二表面活性剂的外侧未被离子包围,因此不会形成壳。因此,可以形成空腔。
[0143]根据本申请的示例性实施方案,当第一和第二表面活性剂具有不同的电荷时,即使第一和第二表面活性剂的链长彼此相同,也可以形成中空金属纳米粒子的空腔。在这种情况下,胶束中第二表面活性剂的外端和与其相邻近的第一表面活性剂的外端彼此交换电荷而成中性,因而不存在金属离子。因此,不存在金属离子的部分不形成壳部分,从而可以形成中空金属纳米粒子的空腔。
[0144]根据本申请的示例性实施方案,第一表面活性剂可以为阴离子型表面活性剂或阳离子型表面活性剂,而第二表面活性剂可以为非离子型表面活性剂。
[0145]根据本申请的示例性实施方案,当第二表面活性剂为非离子型表面活性剂时,由于金属离子不位于该第二表面活性剂的外端,所以可以形成中空金属纳米粒子的空腔。因此,当第二表面活性剂为非离子型时,即使其链长与第一表面活性剂的链长相同或不同,也可以形成中空金属纳米粒子的空腔。
[0146]根据本申请的示例性实施方案,第一表面活性剂可以为阴离子型表面活性剂或阳离子型表面活性剂,而第二表面活性剂可以为两性离子型表面活性剂。
[0147]根据本申请的示例性实施方案,当第二表面活性剂为两性离子型表面活性剂时,由于金属离子不位于该第二表面活性剂的外端,所以可以形成中空金属纳米粒子的空腔。因此,当第二表面活性剂为两性离子型时,即使其链长与第一表面活性剂的链长相同或不同,也可以形成中空金属纳米粒子的空腔。
[0148]所述阴离子型表面活性剂可以选自N-十二烷基-N,N- 二甲基-3-铵基_1_丙磺酸盐(N-dodecyl-N, N-dimethyl-3-ammon1-l-propanesulfonate)、1_ 庚烧横酸钠、月桂酸钾、硬脂酸三乙醇胺、十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸锂、月桂醇硫酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基聚氧乙烯硫酸酯、海藻酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、磷脂酸及其盐、甘油酯、羧甲基纤维素钠、胆汁酸及其盐、胆酸、脱氧胆酸、甘氨胆酸、牛磺胆酸、甘氨脱氧胆酸、烷基磺酸盐、芳基磺酸盐、烷基磷酸酯、烷基膦酸酯、硬脂酸及其盐、硬脂酸钙、磷酸盐、羧甲基纤维素钠、琥珀酸二辛酯磺酸盐、磺基琥珀酸钠的二烷基酯、磷脂和羧甲基纤维素钙。然而,所述阴离子型表面活性剂并不局限于此。
[0149]所述阳离子型表面活性剂可以选自季铵化合物、苯扎氯铵、十六烷基三甲基溴化铵、脱乙酰壳多糖、月桂基二甲基苄基氯化铵、酰基肉碱盐酸盐、烷基卤化吡啶鑰、十六烷基氯化吡啶鑰、阳离子脂质、聚甲基丙烯酸甲酯三甲基溴化铵、锍化合物、聚乙烯吡咯烷酮-2-二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯二甲基硫酸酯、溴化十六碳烷基三甲铵、鱗化合物、苄基-双(2-氯乙基)乙基溴化铵、椰油基三甲基氯化铵、椰油基三甲基溴化铵、椰油基甲基二羟乙基氯化铵、椰油基甲基二羟乙基溴化铵、癸基三乙基氯化铵、癸基二甲基羟乙基氯化溴化铵、(C12_C15) 二甲基羟乙基氯化铵、(C12-C15) 二甲基羟乙基氯化溴化铵、椰油基二甲基羟乙基氯化铵、椰油基二甲基羟乙基溴化铵、肉豆蔻基三甲基甲基硫酸铵、月桂基二甲基苄基氯化铵、月桂基二甲基苄基溴化铵、月桂基二甲基(乙烯氧基)4氯化铵、月桂基二甲基(乙烯氧基)4溴化铵、N-烷基(C12-C1S) 二甲基苄基氯化铵、N-烷基(C14-C1S) 二甲基苄基氯化铵、N-十四烷基二甲基苄基氯化铵一水合物、二甲基二癸基氯化铵、N-烷基(C12-C14) 二甲基-1-萘基甲基氯化铵、三甲基卤化铵烷基-三甲基铵盐、二烷基-二甲基铵盐、月桂基三甲基氯化铵、乙氧基化烷基酰胺基烷基二烷基铵盐、乙氧基化三烷基铵盐、二烷基苯二烷基氯化铵、N-二癸基二甲基氯化铵、N-十四烷基二甲基苄基氯化铵一水合物、N-烷基(C12-C14)二甲基-1-萘基甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、二烷基苯烷基氯化铵、月桂基三甲基氯化铵、烷基苄基甲基氯化铵、烷基苄基二甲基溴化铵、C12三甲基溴化铵、C 15三甲基溴化铵、C17三甲基溴化铵、十二烷基苄基三乙基氯化铵、聚二烯丙基二甲基氯化铵、二甲基氯化铵、烷基二甲基齒化铵、三鲸蜡基甲基氯化铵、癸基三甲基溴化铵、十二烷基三乙基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、甲基三辛基氯化铵、POLYQUAT10、四丁基溴化铵、苄基三甲基溴化铵、胆碱酯、苯扎氯铵、司拉氯铵、十六烷基溴化吡啶鑰、十六烷基氯化吡啶鑰、季铵化聚氧乙基烷基胺的卤盐、“MIRAPOL”(聚季铵盐_2)、“Alkaquat”(烷基二甲基苄基氯化铵,Rhodia生产)、烷基吡啶鑰盐、胺、胺盐、酰亚胺唑鑰盐、质子化季铵丙烯酰胺、甲基化季铵聚合物、阳离子瓜尔胶、苯扎氯铵、十二烷基三甲基溴化铵、三乙醇胺和泊洛沙胺。然而,所述阳离子型表面活性剂并不局限于此。
[0150]所述非离子型表面活性剂可以选自聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯蓖麻油衍生物、脱水山梨糖醇酯、甘油酯、单硬脂酸甘油酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙二醇酯、鲸蜡醇、十六醇十八醇混合物、硬脂醇、芳基烷基聚醚醇、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、泊洛沙姆、泊洛沙胺、甲基纤维素、羟基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、非晶纤维素、多糖、淀粉、淀粉衍生物、羟乙基淀粉、聚乙烯醇、硬脂酸三乙醇胺、氧化胺、葡聚糖、甘油、阿拉伯树胶、胆固醇、黄芪胶和聚乙烯吡咯烷酮。
[0151]所述两性离子型表面活性剂可以选自甜菜碱(betaine)、烷基甜菜碱(alkylbetaine)、烧基酰胺基甜菜碱(alkylamido betaine)、酰胺基丙基甜菜碱(amidopropylbetaine)、椰油两性羧基甘氨酸盐(cocoamphocarboxy glycinate)、肌氨酸盐氨基丙酸酯(sarcosinate aminoprop1nate)、氨基甘氨酸酯(aminoglycinate)、咪卩坐啉甜菜喊(imidazolinium betaine)、两性咪卩坐啉(amphoteric imidazoline)、N-烧基-N, N-二甲基钱基-1_ 丙横酸盐(N-alkyl-N, N-dimethylammon1-l-propane sulfonates)、3_ 胆酰胺基 _1_ 丙基二甲基钱基 _1_ 丙横酸盐(3-cholamido-l-propyldimethylammon1-1-propanesulfonate)、十二烧基磷酸胆喊(dodecylphosphocholine)和横基-甜菜喊(sulfo-betaine)。然而,所述两性离子型表面活性剂并不局限于此。
[0152]根据本申请的示例性实施方案,第一表面活性剂的浓度可以为对于溶剂的临界胶束浓度的1倍以上且在5倍以下。具体而言,所述第一表面活性剂的浓度可以为对于溶剂的临界胶束浓度的两倍。
[0153]在本申请中,所述临界胶束浓度(CMC)是指表面活性剂在溶液中形成分子或离子团(胶束)的浓度的下限。
[0154]表面活性剂最重要的特性为:表面活性剂趋向于吸附在界面,例如气-液界面、气-固界面和液-固界面上。当表面活性剂从不以聚集形式存在的意义上来说是游离的时,表面活性剂被称作单体或单聚体,如果单聚体的浓度增大,单聚体聚集而形成小的聚集体实体,即胶束。这个浓度可以称作临界胶束浓度。
[0155]如果第一表面活性剂的浓度小于临界胶束浓度的一倍,吸附在第一金属盐上的第一表面活性剂的浓度会相对下降。因此,所形成的芯粒子的量也会整体下降。同时,如果第一表面活性剂的浓度超过临界胶束浓度的5倍,第一表面活性剂的浓度相对增大,因而会使形成中空芯的中空金属纳米粒子和不形成中空芯的金属粒子混合,从而发生聚集。因此,当第一表面活性剂的浓度为对于溶剂的临界胶束浓度的一倍至五倍时,可以顺利地形成所述中空金属纳米粒子。
[0156]根据本申请的示例性实施方案,可以通过调节形成胶束的第一表面活性剂和/或包围胶束的第一和第二金属盐来调节中空金属纳米粒子的尺寸。
[0157]根据本申请的示例性实施方案,可以通过形成胶束的第一表面活性剂的链长来调节中空金属纳米粒子的尺寸。具体而言,如果第一表面活性剂的链长较短,胶束的尺寸减小,因此中空金属纳米粒子的尺寸会减小。
[0158]根据本申请的示例性实施方案,第一表面活性剂的链的碳原子数可以为15以下。具体而言,所述链的碳原子数可以为8以上且在15以下。或者,链的碳原子数可以为10以上且在12以下。
再多了解一些

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