一种碳材料表面负载金属单原子的方法技术

本发明专利技术公开一种碳材料表面负载金属单原子的方法，本方法是先将碳材料在硫酸和硝酸的混合溶液中进行预氧化处理，氧化产物离心洗涤后干燥获得表面氧化的碳材料，将水溶性金属前驱体分子溶液与表面氧化的碳材料在超纯水中混合；然后将混合物冻干后转移到管式炉中；经过热处理后获得金属单原子负载在碳表面的纳米材料；本发明专利技术方法具有工艺简单、对设备要求低、成本低，适用于工业化生产和市场推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种碳材料表面负载金属单原子的方法
本专利技术涉及一种碳材料表面负载金属单原子的方法，属于纳米材料领域。
技术介绍
催化剂或称触媒，是指在化学反应中能影响其他物质的化学反应速率，而其在该化学反应前后不发生变化的物质。催化剂对社会发展起着非常重要的作用，据不完全统计，通过催化剂直接和间接合成的化学原料和中间体全球就约有3万多种。这些材料有直接关系到人们基本生活的必须品，也有涉及到现代高科技领域，如航空航天、新能源转换器件以及生物医疗工程等。化学工业催化剂主要有均相催化剂和多相催化剂。其中，与催化反应物的物态相一致的是均相催化剂；与反应物所处的物态不同的是多相催化剂。近年来，单原子催化剂(SACs)因其拥有极高的金属原子利用率(~100%)、可调控的金属原子化学环境、独特的电子结构以及金属与载体的强相互作用成为催化剂研究领域重要分支。均一分散的金属单原子作为催化活性中心与均相催化类似，为各种催化反应机理的研究提供了良好的研究平台，同时它还具备多相催化剂稳定易分离的特点，使同时实现催化反应的高活性、高选择性以及高稳定性成为可能。因此，SACs本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳材料表面负载金属单原子的方法，其特征在于，步骤如下：/n（1）将浓度0.1mol/L~18mol/L硫酸溶液和0.1mol/L~14mol/L硝酸溶液按体积比1:0.01~1:100的比例混合制得混合酸溶液，将碳材料置于上述混合酸溶液中，30~35℃水浴氧化1~30h，然后用水离心洗涤，干燥制得表面氧化的碳材料；/n（2）将表面氧化的碳材料置于超纯水中，搅拌、超声配制浓度0.5~10mg/mL的悬浮液，按水溶性金属前驱体分子溶液与表面氧化的碳材料悬浮液的体积比为1:0.1~1:2000的比例，将水溶性金属前驱体分子溶液与表面氧化的碳材料悬浮液混合，并置于20~50℃下搅拌3~24h，...

【技术特征摘要】
1.一种碳材料表面负载金属单原子的方法，其特征在于，步骤如下：
（1）将浓度0.1mol/L~18mol/L硫酸溶液和0.1mol/L~14mol/L硝酸溶液按体积比1:0.01~1:100的比例混合制得混合酸溶液，将碳材料置于上述混合酸溶液中，30~35℃水浴氧化1~30h，然后用水离心洗涤，干燥制得表面氧化的碳材料；
（2）将表面氧化的碳材料置于超纯水中，搅拌、超声配制浓度0.5~10mg/mL的悬浮液，按水溶性金属前驱体分子溶液与表面氧化的碳材料悬浮液的体积比为1:0.1~1:2000的比例，将水溶性金属前驱体分子溶液与表面氧化的碳材料悬浮液混合，并置于20~50℃下搅拌3~24h，其中水溶性金属前驱体分子溶液中金属离子浓度为0.01~1000g/L；
（3）将步骤（2）混合物冻干后置于管式炉中，在N2气氛、120~1000℃下保温0.5~10h后，冷却至室温，即得到碳材料表面负载金属单原子的材料。

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫，王家强，杨喜昆，向志伟，熊琪，陈道梅，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南;53