一种过渡金属单原子催化剂、其制备方法及应用技术

本发明专利技术实施例涉及一种过渡金属单原子催化剂、其制备方法及应用。该制备发方法包括下述步骤：将含氮小分子、含硼小分子、含氧分子和可溶性过渡金属盐溶于水中形成溶液；将溶液冷却、干燥、分散均匀后得到固体粉末；在保护性气体中碳化。本发明专利技术提供的制备方法中，通过选择特定的含氮小分子、含硼小分子、含氧分子，使得得到的过渡金属单原子催化剂的形貌是二维纳米片状结构和管状结构，与嵌在MOF微孔中的少量单原子位点相比，单原子位点在片状结构和管状结构上更加暴露，有利于催化活性的进一步提高；另外相对于MOF的原料而言，本发明专利技术制备方法中选择的特定原料廉价易得。

A transition metal single atom catalyst, its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种过渡金属单原子催化剂、其制备方法及应用
本专利技术涉及功能材料制备
，具体涉及一种过渡金属单原子催化剂、其制备方法及应用。
技术介绍
过渡金属单原子催化剂是指过渡金属以单原子形式均匀分散在载体上形成的具有优异催化性能的催化剂，近些年来受到了科学界和工业界的广泛关注。现有技术在制备过渡金属单原子催化剂时，由于金属有机骨架(MOF)中的过渡金属节点是原子分散的，同时具备明确的配位环境，这使得其成为制备过渡金属单原子催化剂的理想模板，因此在制备过渡金属单原子催化剂时先液相制备MOF，然后将其碳化获得过渡金属单原子催化剂。然而，液相制备得到的MOF模板通常是三维的体相结构，最终碳化后得到的碳基单原子催化剂中大量的单原子位点是被包埋在体相结构内部的，仅有少量单原子位点暴露在碳载体表面，这实际上降低了金属组分的利用率，不利于催化活性的进一步提高；并且MOF中选取的特定配体通常价格高昂。研究人员一直在试图改进、替代上述方法。但总体上看，研究过渡金属单原子催化剂主要集中在如何精确地控制金属位点的局域配位环境、如何提高金属原子的负载量等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过渡金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：/n将含氮小分子、含硼小分子、含氧分子和可溶性过渡金属盐溶于水中形成溶液；将溶液冷却、干燥、分散均匀后得到固体粉末；在保护性气体中碳化；其中：/n所述含氮小分子选自三聚氰胺、双氰胺、尿素中的任意一种或多种；/n所述含硼小分子选自硼酸、氧化硼中的任意一种或多种；/n所述含氧分子选自聚乙二醇、聚乙烯醇中的一种或多种。/n

【技术特征摘要】
1.一种过渡金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
将含氮小分子、含硼小分子、含氧分子和可溶性过渡金属盐溶于水中形成溶液；将溶液冷却、干燥、分散均匀后得到固体粉末；在保护性气体中碳化；其中：
所述含氮小分子选自三聚氰胺、双氰胺、尿素中的任意一种或多种；
所述含硼小分子选自硼酸、氧化硼中的任意一种或多种；
所述含氧分子选自聚乙二醇、聚乙烯醇中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述含氮小分子为尿素，所述含硼小分子为硼酸，所述含氧分子为聚乙二醇。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的聚乙二醇包括：PEG-400、PEG-600、PEG-800、PEG-1000、PEG-2000、PEG-4000、PEG-6000、PEG-8000、PEG-10000中的一种或多种；可选地，所述聚乙二醇为PEG-2000或PEG-8000。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述冷却为急速冷却；可选地，所述急速冷却的方式为置于液氮中。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的可溶性过渡金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：王戈，邢立文，高鸿毅，董文钧，高志猛，
申请(专利权)人：苏州阿德旺斯新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11