一种软模板辅助制备金属单原子材料的方法技术

本发明专利技术属于纳米材料技术领域，记载了一种软模板辅助制备金属单原子材料的方法，其步骤如下：利用表面活性剂的表面基团与不同金属源的离子进行配位结合；将高分子单体加入后，利用引发剂聚合形成水凝胶；将水凝胶转移至水热釜中进行反应，洗涤并干燥后得到气凝胶；将气凝胶退火处理后得到所述的金属单原子材料。本发明专利技术制备的材料具有良好的电催化氧还原性能和稳定性，可以应用于锌

【技术实现步骤摘要】
一种软模板辅助制备金属单原子材料的方法


[0001]本专利技术涉及一种软模板辅助制备金属单原子材料的方法，属于纳米材料制备领域。

技术介绍

[0002]近年来，工业化的迅速发展加剧了能源消耗与环境污染，各种新型能源转换与储存系统的开发显得越来越重要，锌
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空气电池作为一种将化学能直接转化为电能的装置，因其无污染排放和高理论能量密度（~1084 Wh/kg）的优点被全球广泛关注。锌
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空气电池主要工作原理包括充电过程中的析氧反应（OER）和放电过程中的氧还原反应（ORR）。在OER反应中，铱和钌基催化剂具有优异的催化性能，而铂（Pt）基催化剂是优良的ORR催化剂，但是这些贵金属在地壳中储量稀少、价格昂贵、稳定性差。此外，该电池在商业化应用方面面临诸多问题，比较突出的是电池阴极发生的ORR涉及四电子转移，动力学速率缓慢，过电位大，造成了电池输出功率和效率的大幅降低。因此，越来越多的科研工作者将目光投向研制低成本、稳定、高效的非贵金属阴极催化剂。
[0003]在二维载体上锚定的过渡金属单原子具有高的本征活性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软模板辅助制备金属单原子材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将一定量的表面活性剂与金属源置于油/水混合溶液中超声反应，得到悬浮液；步骤2，向步骤1的悬浮液中加入一定量的高分子单体，搅拌均匀后加入一定量的引发剂聚合形成水凝胶；步骤3，将步骤2的水凝胶转移至水热釜中进行反应，反应结束后，洗涤去除杂质并干燥后得到气凝胶；步骤4，将步骤3的气凝胶退火处理后得到所述的单原子材料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，表面活性剂为含羧基的表面活性剂，优选全氟十四酸，硬脂酸，脂肪酸，烯基丁二酸中任意一种或多种，更优选摩尔比为1:1的全氟十四酸和硬脂酸混合表面活性剂。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，金属源为有机或无机过渡金属源，其中，阴离子优选二茂根、硫酸根、氯化根、碳酸根中任意一种或几种，阳离子优选铁、钴、镍、铜中一种或两种，更优选二茂铁、二茂钴。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，超声时间为0.2~4 h，超声温度为10~80 ℃，油/水混合溶液的浓度为10~90 wt%，其中油相为...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱俊武，熊攀，吴赟炎，孙敬文，付永胜，叶财超，刘一凡，刘超，黄洪澜，樊金博，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：