单原子催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了单原子催化剂及其制备方法。该方法包括：提供第一盐溶液、碱溶液和第二盐溶液，其中，第一盐溶液中包括镁盐和铝盐，第二盐溶液为贵金属盐溶液；使第一盐溶液进入第一膜分散微反应器的主通道，使碱溶液经过第一膜分散微反应器的微滤膜剪切后与第一盐溶液混合并发生共沉淀反应，得到第一浆液；使第一浆液进入第二膜分散微反应器的主通道，使第二盐溶液经过第二膜分散微反应器的微滤膜剪切后与第一浆液混合并发生沉淀反应，得到第二浆液；对第二浆液进行离心分离得到复合物；在空气气氛下对复合物进行煅烧处理，得到催化剂前驱体；对催化剂前驱体进行还原处理，得到单原子催化剂。由此，可以实现单原子催化剂的连续、可控制备。可控制备。可控制备。

【技术实现步骤摘要】
单原子催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及材料领域，具体地，涉及单原子催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]贵金属(Rh、Ru、Pt、Ir、Pd、Au等)具有非贵金属(Fe、Co、Ni、Cu等)以及非贵金属合金不可替代的催化稳定性、活性、选择性，然而，贵金属的储量十分有限。如何调控单个原子并使其发挥更大的价值，这一议题在上世纪60年代就被Richard P.Feynman率先提出。经过研究人员几十年的探索发现，单原子催化剂已经被成功应用于选择性加氢、脱氢、水汽变换、催化燃烧、重整等诸多反应过程中，单原子催化剂的催化效率远远高于金属纳米颗粒(包括非单原子的贵金属纳米颗粒)且金属消耗量大大减小，具有广阔的应用前景。
[0003]但目前的单原子催化剂及其制备方法仍有待进一步改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术是基于专利技术人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：
[0005]目前，单原子催化剂的制备方法大体包括“自上而下”和“自下而上”，顾名思义，前者通常借助MOF(Metal
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备单原子催化剂的方法，其特征在于，包括：提供第一盐溶液、碱溶液和第二盐溶液，其中，所述第一盐溶液中包括镁盐和铝盐，所述第二盐溶液为贵金属盐溶液；以所述第一盐溶液为第一连续相，以所述碱溶液为第一分散相，使所述第一盐溶液进入第一膜分散微反应器的主通道，使所述碱溶液经过所述第一膜分散微反应器的微滤膜剪切后与所述第一盐溶液混合并发生共沉淀反应，得到第一浆液；以所述第一浆液为第二连续相，以所述第二盐溶液为第二分散相，使所述第一浆液进入第二膜分散微反应器的主通道，使所述第二盐溶液经过所述第二膜分散微反应器的微滤膜剪切后与所述第一浆液混合并发生沉淀反应，得到第二浆液；对所述第二浆液进行离心分离得到复合物；在空气气氛下对所述复合物进行煅烧处理，得到催化剂前驱体；对所述催化剂前驱体进行还原处理，得到单原子催化剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：所述第一盐溶液中，金属离子的总浓度为0.02mol/L
‑
2mol/L；所述碱溶液的浓度为0.02mol/L
‑
2mol/L；所述贵金属盐溶液中，贵金属离子的总浓度为2
×
10
‑6mol/L
‑
0.2mol/L；所述镁盐包括硝酸镁、氯化镁、硫酸镁、醋酸镁中的至少之一；所述铝盐包括硝酸铝、氯化铝、硫酸铝、醋酸铝中的至少之一；所述第一盐溶液中，镁离子和铝离子的摩尔比为1:2；所述碱溶液为氨水溶液、氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液；所述贵金属盐溶液包括铑盐、钌盐、铱盐、铂盐、钯盐、金盐中的至少之一。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一连续相的流量为1
‑
20mL/min，所述第一分散相的流量为3
‑
100mL/min，且所述第一分散相与所述第一连续相的相比为3
‑
5；优选的，所述第一连续相和所述第一分散相发生共沉淀反应后，反应体系的pH值为10.3
‑
10.7。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二连续相与所述第二分散相的相比为3
‑
20。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：所述第一膜分散微...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉军，薛强强，骆广生，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：