一种金属单原子分散的有序介孔碳球的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种构建金属单原子分散的氮掺杂有序介孔碳微球材料的制备方法，属于功能多孔材料合成领域。本发明专利技术采用组氨酸和盐酸多巴胺作为氮源和碳源，利用组氨酸与金属的螯合作用，通过简单的微乳液聚合方法和高温焙烧条件下，制备出原子级分散的金属负载的有序介孔微球。利用这种制备方法合成的材料在催化领域如电催化氧气还原反应中表现出堪比商业化铂碳材料的催化性能。本发明专利技术与现有技术相比，具有原料易得，方法简单高效，安全环保，适用性广泛和可规模化生产的优点。这种有序介孔微球载金属单原子催化剂的制备方法在催化领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种金属单原子分散的有序介孔碳球的制备方法
本专利技术属于功能多孔材料合成领域，具体涉及组氨酸配位作用下，通过软模板组装有序介孔微球来构建金属单原子分散的有序介孔碳微球催化剂的制备方法。
技术介绍
不断扩大的能源需求，使得对新能源的开发以及能源有效转化与利用的方式提出了更高的要求，燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。由于不受卡诺循环效应的限制，它的能量转化效率非常高；此外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有有害气体排放，并且没有噪声污染。燃料电池是最有发展前途的发电技术。目前燃料电池阴极的氧还原反应催化剂主要依赖于贵金属铂(Pt)系纳米材料，但铂的地球储量非常有限、成本高，极大限制了燃料电池的工业化和广泛使用。因此，构建非贵金属类的廉价、高效催化剂材料非常必要。传统催化剂普遍存在因制备方法不够完善使得部分反应位点未能参与催化，使得催化剂利用率不高，难以达到绿色原子经济水平。单原子催化剂，即金属催化剂以单原子形式均匀分布在载体上，因而金属原子的利用率得以实现极大的提高，催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属单原子分散的有序介孔碳球的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：/n(1)金属掺杂的高分子聚合物球的制备/n将聚合物单体盐酸多巴胺、表面活性剂(聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷)以及组氨酸分散于水和乙醇的混合溶液中，加入目标金属离子溶液、有机溶剂和碱，在一定温度下反应一定时间；通过离心分离、洗涤、干燥得到金属掺杂的高分子聚合物球；/n(2)金属单原子分散的有序介孔碳球的制备/n将步骤(1)中得到的固体在惰性气体的保护下，高温焙烧数小时，即可得到金属单原子分散的有序介孔碳球，可作为高效的化学反应催化剂材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属单原子分散的有序介孔碳球的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：
(1)金属掺杂的高分子聚合物球的制备
将聚合物单体盐酸多巴胺、表面活性剂(聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷)以及组氨酸分散于水和乙醇的混合溶液中，加入目标金属离子溶液、有机溶剂和碱，在一定温度下反应一定时间；通过离心分离、洗涤、干燥得到金属掺杂的高分子聚合物球；
(2)金属单原子分散的有序介孔碳球的制备
将步骤(1)中得到的固体在惰性气体的保护下，高温焙烧数小时，即可得到金属单原子分散的有序介孔碳球，可作为高效的化学反应催化剂材料。


2.根据权利要求1所述的金属单原子分散的有序介孔碳球的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述盐酸多巴胺的浓度为0.03mol/L；组氨酸与聚合物单体盐酸多巴胺的质量比为0～10；所述表面活性剂为PluronicF127、P123中的一种；表面活性剂与聚合物单体盐酸多巴胺的质量比为0～5。


3.根据权利要求1所述的金属单原子分散的有序介孔碳球的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述去离子水和乙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳秦，周雨，康毅进，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51