[發(fā)明專利]一種單原子催化劑及其制備方法

在審

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• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114433085A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田新龍;饒鵬;鄧培林;沈義俊
• 申請（專利權(quán)）人: 海南大學(xué);海南深遠(yuǎn)海新能源科技有限公司;海南大學(xué)三亞研究院
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J23/75;B01J23/42;B01J37/08
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1.一種單原子催化劑，其特征在于，所述單原子催化劑是由單原子材料均勻負(fù)載在類石墨烯碳材料中形成的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單原子催化劑，其特征在于，所述單原子材料為貴金屬或非貴金屬。

3.一種單原子催化劑的制備方法，其特征在于，包括：

金屬前體的制備：將碳模板前驅(qū)體和金屬前驅(qū)體溶解于酸性溶液中，得到第一混合溶液；將所述第一混合溶液通過減壓蒸餾的方式蒸干后于馬弗爐中焙燒，得到金屬前體；

單原子催化劑的制備：將所述金屬前體和碳包覆前驅(qū)體溶解于緩沖溶液中，得到第二混合溶液；將所述第二混合溶液進(jìn)行抽濾并烘干后于管式爐中焙燒，得到單原子催化劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述碳模板前驅(qū)體為三聚氰胺、二氰二胺，以及尿素中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述金屬前驅(qū)體為氯化鐵、氯化鈷、氯化鎳、氯化銅、氯化鉻、氯化錳、氯化錳、氯化鈀、氯化釕、氯化銥、乙酰丙酮鐵、乙酰丙酮鈷、乙酰丙酮鎳、乙酰丙酮錳、乙酰丙酮鉻、乙酰丙酮鉑、乙酰丙酮釕，以及乙酰丙酮鈀中的任意一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述碳包覆前驅(qū)體為多巴胺、鹽酸多巴胺、葡萄糖、蔗糖，以及聚乙烯吡咯烷酮中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述酸性溶液選自鹽酸溶液、硫酸溶液和硝酸溶液中的任意一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述緩沖溶液選自三羥甲基氨基甲烷、氨-氯化銨緩沖溶液、pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，以及磷酸緩沖溶液中的任意一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述馬弗爐中焙燒的燒結(jié)參數(shù)如下：

焙燒溫度為500-560℃，焙燒時間為30-240min，達(dá)到焙燒溫度所用的升溫速率為5-10℃/min。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在單原子催化劑的制備中，所述烘干的參數(shù)如下：于真空條件下進(jìn)行烘干，烘干溫度為50-70℃，烘干時間為18-26h；

所述管式爐中焙燒的燒結(jié)參數(shù)如下：氮氣或氬氣保護(hù)條件下進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為800-1100℃，焙燒時間為30-240min，達(dá)到焙燒溫度所用的升溫速率為1-10℃/min。

11.一種如權(quán)利要求1-2任一所述的單原子催化劑的應(yīng)用，其特征在于，所述單原子催化劑應(yīng)用于高效電催化、有機(jī)催化或者生物診療。