一种单原子催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于催化剂领域，公开了一种单原子催化剂及其制备方法与应用，其中制备方法包括以下步骤：(1)SiO

A single atom catalyst and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种单原子催化剂及其制备方法与应用
本专利技术属于催化剂领域，更具体地，涉及一种单原子催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
金属基负载型非均相催化剂已广泛应用于能源转化和化学合成等诸多领域，因此，制备具有高催化活性和低廉价格的催化剂仍是催化工业的主要发展方向。目前，大多数金属基负载型催化剂都是以金属纳米粒子为活性中心，然而，金属纳米粒子中仅有表面的暴露的原子发挥了催化效用，其利用率有待进一步提高。理想情况下，金属以单原子形式存在可实现其催化活性最优化、原子效率最大化，然而单原子极易团聚成纳米粒子，难以稳定存在，因此实现单原子金属的稳定负载仍是一项挑战。2018年，本课题组设计并构建了石墨烯/非晶碳的限域界面，实现了超高活性单原子钯在石墨烯/非晶碳界面的可控负载，制备的单原子催化剂在对硝基苯酚还原反应中展现出优异的催化性能[Confined-interface-directedsynthesisofPalladiumsingle-atomcatalystsongraphene/amorphouscarbon.Appl.Catal.B-Enviro本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)SiO

【技术特征摘要】
1.一种单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)SiO2@GO复合材料的合成：将氨基化二氧化硅纳米球分散于去离子水中，再在搅拌条件下加入氧化石墨烯水溶液，继续搅拌反应，使氧化石墨烯通过静电作用包裹在所述氨基化二氧化硅球的表面，得到SiO2@GO复合材料；
(2)SiO2@GO@PDA复合材料的合成：向包含有三羟甲基氨基甲烷(Tris)溶液中加入所述步骤(1)得到的SiO2@GO复合材料，得到分散液；然后向该分散液中加入盐酸多巴胺，搅拌反应至少3小时，使所述盐酸多巴胺发生聚合形成聚多巴胺并包裹在SiO2@GO纳米球上，得到SiO2@GO@PDA复合材料；
(3)RGO@NC复合材料的合成：将所述步骤(2)得到的所述SiO2@GO@PDA复合材料于惰性气体的气氛保护下在600℃～1000℃的温度环境下退火处理0.5小时～5小时，使其中的聚多巴胺PDA组分经退火后形成氮掺杂碳的NC组分，GO组分被还原成RGO，从而得到SiO2@RGO@NC复合材料；该SiO2@RGO@NC复合材料接着经氢氟酸溶液处理，脱除其中的二氧化硅纳米球模板即可得到RGO@NC复合材料；
(4)RGO@NC/Pd单原子催化剂的合成：将所述步骤(3)得到的所述RGO@NC复合材料分散于去离子水中配制浓度为0.5mg/mL～5mg/mL的RGO@NC水分散液，然后，在0℃～10℃的温度环境下将金属盐前驱体加入至该溶液中,搅拌反应1小时以上，即可得到RGO@NC/Pd单原子催化剂。


2.如权利要求1所述单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体是：
先将三羟甲基氨基甲烷溶于去...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，奚江波，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42