[發明專利]碳基雙限域界面負載的單原子催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010534389.3
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111659442A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 王帥;奚江波;池凱
• 申請（專利權）人: 珠海復旦創新研究院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/00;B01J35/02;B01J37/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種碳基雙限域界面負載的單原子催化劑的制備方法，其特征在于，具體步驟為：

（1）PDA-GO-PDA復合材料的合成：向包含有Tris溶液中加入GO分散液，得到混合分散液；然后向該混合分散液中加入鹽酸多巴胺，從而得到同時包含有Tris、GO、以及鹽酸多巴胺的反應溶液體系；攪拌反應至少2小時，使所述鹽酸多巴胺發生聚合形成聚多巴胺（PDA），并包裹在GO納米片上，得到復合材料，記為PDA-GO-PDA；

（2）NC-RGO-CN雙限域界面復合材料的合成：將所述步驟（2）得到的所述PDA-GO-PDA復合材料于惰性氣體的氣氛保護下在500℃～900℃的溫度環境下退火處理0.5小時～3小時，使其中的PDA組分經退火后形成氮摻雜碳的NC組分，GO組分被還原成RGO，從而得到雙限域界面復合材料，記為NC-RGO-CN；

（3）M1/NC-RGO-CN單原子催化劑的合成：將所述步驟（3）得到的所述NC-RGO-CN復合材料分散于去離子水中，配制成濃度為0.5mg/mL～5 mg/mL的NC-RGO-CNC水分散液，然后，在0℃～10℃的溫度環境下將金屬M的鹽前驅體加入至該溶液中,攪拌反應至少1小時，即得到單原子催化劑，記為M1/NC-RGO-CN。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，配置包含有Tris、GO、以及鹽酸多巴胺的反應溶液體系的具體操作流程是：

先將Tris溶于去離子水中，配制成Tris濃度為5mmol/L～20 mmol/L的包含有Tris的水溶液，然后，在0℃～70℃的溫度環境下向其中加入GO，超聲分散后得到分散液，GO在分散液中的濃度為0.5 mg/mL-10 mg/mL；接著，按照每1mLTris水溶液添加2mg～5mg鹽酸多巴胺的配料比向所述分散液中加入鹽酸多巴胺，從而得到同時包含有Tris、GO、以及鹽酸多巴胺的反應溶液體系。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述攪拌反應，時間為2～24小時。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述退火處理溫度為700～750℃。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述攪拌反應的時間為1～3小時。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述金屬M為鈷和/或鈀；所述金屬鹽前驅體為氯化鈷、硝酸鈷、氯亞鈀酸鉀和氯鈀酸鉀中的至少一種。

7.由權利要求1-6之一所述制備方法得到的碳基雙限域界面負載的單原子催化劑。