一种合成单原子催化剂的方法及单原子催化剂与应用技术

本发明专利技术属于纳米催化剂的技术领域，公开了一种合成单原子催化剂的方法及单原子催化剂与应用。方法：1)在酸性的条件下，以聚苯乙烯纳米球为牺牲模板，将氰胺类化合物，糠醛和金属源进行充分反应，得到高聚物；所述氰胺类化合物为单氰胺、双氰胺或三聚氰胺中一种以上；所述金属源为Fe源、Co源、Ni源、Pt源、Au源、Pd源中一种以上；2)在保护气体的氛围中，将高聚物进行高温热解，得到单原子催化剂。本发明专利技术的方法简单，能够合成多种金属单原子催化剂，是一种通用方法，而且可用于大规模合成单原子催化剂，解决了现有其他技术合成复杂，难以规模化制备的不足。本发明专利技术的催化剂性能卓越，用于电催化化学反应，作为电催化剂使用。

A method for synthesis of monoatomic catalyst and its application

【技术实现步骤摘要】
一种合成单原子催化剂的方法及单原子催化剂与应用
本专利技术属于纳米催化剂的
，具体涉及一种合成单原子催化剂的通用方法及单原子催化剂与应用。
技术介绍
随着化石燃料的不断消耗和世界范围内面临的环境问题，寻找更可持续和可再生的能源已成为当今世界最重要的课题之一。目前，可持续发展链的一个重要组成部分是电化学储存和转换装置，如燃料电池、水分解、二氧化碳和氮气的电化学还原。为了使这些能源储存和转换装置高效地运转起来，电催化剂在这些电化学反应中起着至关重要的作用。电催化剂的进一步发展及其电化学性能的提升仍然是一个挑战。金属基纳米材料是多相催化剂的主要类型，其研究推动了纳米科学和工业应用的发展。研究表明，减小金属纳米粒子的粒径可以有效地提高其催化性能。随着纳米粒子粒径的减小，将会有更大比例的原子暴露在表面，表面原子结构、电子结构和表面缺陷也随之发生变化。正如预期的那样，随着团簇尺寸的减小，未配位原子的比例大大增加，这使得电催化剂具有更高的活性。例如，加州大学陈少伟教授等人发现Au纳米簇随着簇体尺寸从Au140减小到Au11时，电化学活性变得更加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成单原子催化剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)在酸性的条件下，以聚苯乙烯纳米球为牺牲模板，将氰胺类化合物，糠醛和金属源进行充分反应，得到高聚物；所述氰胺类化合物为单氰胺、双氰胺或三聚氰胺中一种以上；所述金属源为Fe源、Co源、Ni源、Pt源、Au源、Pd源中一种以上；/n2)在保护气体的氛围中，将高聚物进行高温热解，得到单原子催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种合成单原子催化剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)在酸性的条件下，以聚苯乙烯纳米球为牺牲模板，将氰胺类化合物，糠醛和金属源进行充分反应，得到高聚物；所述氰胺类化合物为单氰胺、双氰胺或三聚氰胺中一种以上；所述金属源为Fe源、Co源、Ni源、Pt源、Au源、Pd源中一种以上；
2)在保护气体的氛围中，将高聚物进行高温热解，得到单原子催化剂。


2.根据权利要求1所述合成单原子催化剂的方法，其特征在于：
所述金属源为含氯的金属盐或酸，又或者为金属配合物；所述酸性条件是指反应体系的pH为2～4。


3.根据权利要求2所述合成单原子催化剂的方法，其特征在于：所述金属源为FeCl3、CoCl2、NiCl2、H2PtCl6、H2AuCl6、H2PdCl6中一种以上；
pH为2.5～3。


4.根据权利要求1所述合成单原子催化剂的方法，其特征在于：所述反应的温度为60℃～100℃，反应的时间为3～5天；
所述高温热解的温度为800～1100℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：申益，陈伟明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44