[發(fā)明專利]環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911101511.1
• 申請(qǐng)日: 2019-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN110801863B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 連超;彭勝攀;王敏朵;楊洪襯;王夢(mèng)云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京單原子催化科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J31/06
• 分類號(hào): B01J31/06
• 代理公司: 深圳市鼎言知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44311
• 代理人: 藍(lán)航伶

本發(fā)明涉及一種環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料的制備方法，包括以下步驟：提供環(huán)糊精交聯(lián)聚合物與過渡金屬前驅(qū)體；使用環(huán)糊精交聯(lián)聚合物包合所述過渡金屬前驅(qū)體得到一包合物；以及，使用一還原劑將所述包合物進(jìn)行還原，處理后得到所述環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料及其制備方法。

背景技術(shù)

負(fù)載型金屬催化劑作為典型的多相催化劑在工業(yè)領(lǐng)域被廣泛使用，如環(huán)境、能源、醫(yī)藥等方面。但是對(duì)于負(fù)載型催化劑來說，一般只有表面金屬原子才是催化活性位點(diǎn)，而內(nèi)部金屬原子并沒有得到利用，由于貴金屬價(jià)格昂貴、資源稀缺，這種較低的原子利用效率大大增加了催化劑的成本。而近年來開發(fā)出的單原子催化材料因其中活性組分為原子級(jí)別上高度分散，金屬原子被100％利用呈現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。這種全新的催化材料已經(jīng)成為未來催化化工發(fā)展的必然趨勢(shì)。然而，受制備工藝和材料本身的限制，有關(guān)這種單原子催化材料及其制備方法的報(bào)道仍較少。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，確有必要提供一種單原子催化材料及其制備方法，環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料為一類新的單原子催化材料，其制備方法具有廣泛的通用性，能夠降低不同金屬元素單原子催化劑的制備成本。

一種環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料的制備方法，包括以下步驟：

S1，提供環(huán)糊精交聯(lián)聚合物與過渡金屬前驅(qū)體；

S2：使用所述環(huán)糊精交聯(lián)聚合物包合所述過渡金屬前驅(qū)體得到一包合物；

S3：使用一還原劑將所述包合物進(jìn)行還原，處理后得到所述環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料。

一種環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料，其包括環(huán)糊精交聯(lián)聚合物載體及多個(gè)過渡金屬原子，該多個(gè)過渡金屬原子以單個(gè)原子的形式錨定在環(huán)糊精交聯(lián)聚合物載體上。

本發(fā)明所提供的環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料的制備方法，利用超分子化學(xué)中常用的環(huán)糊精交聯(lián)聚合物，使用環(huán)糊精大環(huán)空腔選擇合適分子尺寸的過渡金屬前驅(qū)體與之形成包合物，進(jìn)一步還原后獲得環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料。該制備方法具有廣泛的通用性，能夠降低不同金屬元素單原子催化劑的制備成本，可以應(yīng)用于能源、催化、醫(yī)藥及生物等領(lǐng)域，具有極為廣闊的市場(chǎng)前景。由該制備方法所獲得的環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料作為負(fù)載型金屬催化劑使用時(shí)，過渡金屬原子以單原子的形式錨定在環(huán)糊精交聯(lián)聚合物載體上，過渡金屬被充分利用，僅使用少量的過渡金屬既可以實(shí)現(xiàn)良好的催化性能，大大降低了負(fù)載型金屬催化劑的成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所提供的環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料的球差電鏡照片。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2所提供的環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料的球差電鏡照片。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例3所提供的環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料的球差電鏡照片。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例4所提供的環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料的球差電鏡照片。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例5所提供的環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料的球差電鏡照片。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例6所提供的環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料的球差電鏡照片。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例7所提供的環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料的球差電鏡照片。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例8所提供的環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料的球差電鏡照片。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例9所提供的環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料的球差電鏡照片。

圖10是本發(fā)明實(shí)施例10所提供的環(huán)糊精基過渡金屬單原子催化材料的球差電鏡照片。

具體實(shí)施方式