一种铁单原子催化剂及其制备方法和在电解水析氧反应中的应用技术

本发明专利技术提供了一种铁单原子催化剂及其制备方法和在电解水析氧反应中的应用；所述催化剂以Fe原子为金属中心，以多孔碳P

【技术实现步骤摘要】
一种铁单原子催化剂及其制备方法和在电解水析氧反应中的应用


[0001]本专利技术属于催化剂
，尤其涉及一种铁单原子催化剂及其制备方法和在电解水析氧反应中的应用。

技术介绍

[0002]随着化石能源的枯竭和环境问题的加剧，发展清洁、高效、可再生的能量转换和储存系统具有重要意义。由可再生的电能驱动的电催化水解反应是其中一类重要反应。一方面通过水解反应可以得到清洁高效的氢气能源；另一方面，水解反应中阳极半反应的析氧反应，也是如二氧化碳电还原、电化学合成氨、氧还原等其他电化学催化反应的半反应。在这些电催化反应过程中，往往是相对来说动力学更缓慢的阳极反应部分限制了总反应的效率。因此发展高效的电化学析氧催化剂是研究关注的重点。目前最高效的电催化析氧催化剂主要是以氧化铱和氧化钌一类的贵金属催化剂为代表。但是由于贵金属储量少、价格高，其大规模的生产和应用受到了限制。因而过渡金属氧化物、氢氧化物、硫化物、硒化物等多种非贵金属催化剂被相继开发和研究，期望得到与贵金属催化剂相媲美的催化活性和稳定性。铁在地壳中分布广泛、储量丰富，并且具有丰富的衍生物，是理想的替本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Fe1(OH)
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/P
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C单原子催化剂，其特征在于，所述催化剂以Fe原子为金属中心，以多孔碳P
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C为衬底；所述金属中心和衬底之间通过配位的氧连接，活性中心在析氧反应中呈+4价。2.根据权利要求1所述的Fe1(OH)
x
/P
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C单原子催化剂，其特征在于，所述Fe原子与多孔碳P
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C的质量比为0.7～1.0:95～105。3.一种权利要求1或2所述Fe1(OH)
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/P
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C单原子催化剂的制备方法，包括以下步骤：在包含铁盐的电解质溶液中，采用三电极体系进行电化学沉积，以多孔碳P
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C作为工作电极，在电压1.3～1.8V，扫速5mV/s下用线性伏安法进行电化学沉积4～6次，使铁原子单分散地、均匀地沉积到多孔碳P
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C上，得到Fe1(OH)
x
/P
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C单原子催化剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铁盐为三氯化铁；所述电解质溶液中还包括氢氧化钾和水；所述氢氧化钾的质量和水的体积比为(55～57)mg:(0.9～1.1)mL；所述氢氧化钾和三氯化铁的质量比为55～57:0.01～0.02。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述多孔碳P
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C按照以下方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯晨，张志荣，周仕明，曾杰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：