一种单原子金属催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种单原子金属催化剂及其制备方法和应用。该单原子金属催化剂通过将烷氧基硅烷和金属盐溶液混合进行水解反应后，再通过固相还原反应制成单原子金属催化剂。本发明专利技术首次利用外延生长的概念，通过精细的固体化学合成调控实现目标金属原子和基底材料的从共结晶生长到热裂解再到晶体再生长的过程，金属单原子得以在晶体界面上被还原并稳定地存在于材料的孔道中。使得催化反应并不仅仅发生在催化剂的表面，孔道结构会更利于催化剂界面和反应物的接触，提供有效的反应场所，该单原子催化剂的合成方法简单，产量高且稳定，不需要加入额外的试剂和辅料，在单原子催化领域具有巨大的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种单原子金属催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及单原子催化剂领域，具体涉及一种单原子金属催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
单原子催化剂因其具有更好的催化活性或选择性，和极高的金属原子利用率，近年来在催化领域内引起了广泛的影响及研究兴趣。相较于只有极少数金属活性组分具有催化作用的高负载金属催化剂，单原子催化剂每个金属原子都能发挥催化活性，在效率上往往能起到以一当十甚至当百当千的效果，特别是对于贵金属催化剂而言，高负载的使用大大地增加了催化剂的成本，同时也造成了资源的浪费和对环境的污染，因此为了最大限度地提高催化剂的催化效率以及降低其使用成本，单原子金属催化剂的研发和合成手段已经成为催化领域研究最重要的突破口之一。单原子金属催化剂的合成从上世纪90年代就开始有研究者进行了相关的探索，当时的研究主要围绕的是均相催化剂体系，一些单原子金属化合物及螯合物被制备出来，具有较高的催化效率，但是均相催化剂难以合理回收的特点使得它的发展前景不容乐观。后来研究者们尝试制备非均相体系的单原子催化剂，主要的合成思路之一是采用物理法将金属原子通过沉积或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单原子金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、将烷氧基硅烷和金属盐溶液混合进行水解反应，制得金属离子均匀分散的水解凝胶；/n步骤二、将水解凝胶通过固相氧化还原反应制得单原子金属催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种单原子金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将烷氧基硅烷和金属盐溶液混合进行水解反应，制得金属离子均匀分散的水解凝胶；
步骤二、将水解凝胶通过固相氧化还原反应制得单原子金属催化剂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一在保护气体氛围下和外界刺激响应下进行，所述保护气体为氮气、氩气、氢气、氧气和二氧化碳中的至少一种；步骤二在外界刺激响应下进行；
优选地，所述外界刺激响应为光刺激、温度刺激、酸碱刺激、化学引发或催化刺激、电场刺激、磁场刺激、超声刺激和生物功能分子刺激中的至少一种；
优选地，所述外界刺激响应为光刺激时，光刺激所采用的光源的波长为350～650nm，功率为1～100W；所述外界刺激响应为温度刺激时，温度刺激的温度为25～900℃；所述外界刺激为酸碱刺激时，所述酸碱刺激的pH为0.1～4或10～13；所述外界刺激为化学引发或催化刺激时，引发剂或催化剂为偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化环己酮、叔丁基过氧化氢、钯和铑中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二中的固相还原反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨振宇，陈槐，熊杨杨，苏成勇，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44