【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种单原子催化剂的制备方法，属于催化剂开发与粉末冶金领域。
技术介绍
1、纳米材料的结构性能，如形貌、粒径、孔隙率和比表面积等，主要由合成方法和条件决定。近年来，纳米颗粒的制备可通过各种途径合成，如水热法、模板法和化学/物理气相沉积法。总的来说，这些方法能够实现实验室规模的结构设计和构建，但它们通常需要严格的合成条件、繁琐的操作程序和漫长的反应时间，因此它们在实际大规模生产中的应用有限。喷雾热解(sp)是一种简单、有效、可扩展性强、适合在线连续生产的技术，为合理设计和合成具有可定制组成和形态的各种功能纳米结构材料提供了巨大的潜力和可行性方案。
2、原子分散金属单原子材料催化剂(sacs)是一类新型的非均相材料，它是活性金属以单个原子的形式负载于载体表面，并主要是通过与异原子键合方式联接在载体表面，金属原子的配位环境可能不完全一致。由于其100％利用金属原子，不仅可以最大限度地利用活性位点，还可以提高效率，减少金属的使用，提高转化过程中的催化选择性。它与传统的纳米粒子相比表现出优异的催化性能，引起了人们的广泛关注，然而单原子材料的合成极其困难，一般工艺都比较复杂，并且其稳定性不好。
3、传统原子分散金属单原子材料催化剂制备过程中，反应时间长，反应温度高，单原子易发生团簇，影响催化性能。因此，开发这种制备方法简单，工艺操作简单，成本低，制备周期短以及稳定性好的单原子材料催化材料显得尤为重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种单原子催化
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种单原子催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将单原子溶质金属盐和溶剂基体金属盐分别溶解，分别配制成单原子溶质前驱体溶液和溶剂基体前驱体溶液；
5、(2)将单原子溶质前驱体溶液和溶剂基体前驱体溶液混合均匀获得前驱物混合溶液；
6、(3)采用雾化器将前驱体混合溶液雾化成小液滴，并在热解炉中进行干燥和分解，最后收集产物得到单原子催化剂纳米颗粒。
7、步骤(1)中，所述单原子溶质金属盐和溶剂基体金属盐为所有可以溶于水或有机溶剂的金属盐，包括但不限于氯化盐、硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐、碳酸盐、铵盐、有机盐等等中的一种或几种。
8、步骤(1)中，所述单原子溶质金属盐和溶剂基体金属盐所含的金属元素种类不同，单原子溶质金属盐和溶剂基体金属盐中金属原子的摩尔比不大于1:50。
9、步骤(1)中，所述单原子溶质金属盐或溶剂基体金属盐为两种以上种类不同金属元素时，按照溶解度的大小进行排序溶解，即优先溶解高饱和溶解度的金属盐，再溶解溶解度小的金属盐，依此类推；溶解时溶剂可以不是同一种溶剂，但需要保证两种溶剂之间互溶。
10、步骤(1)中，单原子溶质金属盐和溶剂基体金属盐分别溶解时所用的温度为20-100℃。
11、步骤(2)中，将单原子溶质前驱体溶液和溶剂基体前驱体溶液混合时的体积比不大于1:1。
12、步骤(3)中，热解炉的温度不小于260℃，雾滴在热解炉中的停留时间不小于1秒，载气为压缩空气、惰性气体和其他氧气、氢气等功能气体。
13、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：
14、(1)本专利技术提供的方法可以成功制备纳米晶颗粒，并在其基体上存在金属单原子分布，高温过程有利于金属原子的分散，促进了热力学稳定的金属缺陷键的形成。
15、(2)本专利技术中雾化液滴在管式炉炉腔内停留极短的时间内(通常是数秒钟)发生，反应时间快，可以连续化制备。
16、(3)本专利技术提供的方法中经雾化后的液滴极细，最终得到的二次颗粒粒径小，且多为表面粗糙的球形颗粒，比表面积大。
17、(4)本专利技术所述方法中单原子材料的制备是在高温条件下进行的，制备出的单原子材料具有优异的热稳定性。
18、(5)本专利技术提供的方法制备过程简单，工艺操作简单，周期短，成本低，提供了一种新型的制备单原子材料的方法，可以直接大规模工业化生产。
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1.一种单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述可单原子溶质金属盐和溶剂基体金属盐为所有可溶金属盐，包括但不限于氯化盐、硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐、碳酸盐、铵盐、有机盐中的一种或几种任意比例混合。
3.根据权利要求1所述单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述单原子溶质金属盐和溶剂基体金属盐所含的金属元素种类不同，单原子溶质金属盐和溶剂基体金属盐中金属原子的摩尔比不大于1:50。
4.根据权利要求2所述单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述单原子溶质金属盐或溶剂基体金属盐为两种以上时，先溶解溶解度大的金属盐再溶解溶解度小的金属盐。
5.根据权利要求1所述单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将单原子溶质前驱体溶液和溶剂基体前驱体溶液混合时的体积比不大于1:1。
6.根据权利要求1所述单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，热解炉的温度不小于260℃，雾滴在热解炉中的停留时间不小于1秒。<...
【技术特征摘要】
1.一种单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述可单原子溶质金属盐和溶剂基体金属盐为所有可溶金属盐，包括但不限于氯化盐、硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐、碳酸盐、铵盐、有机盐中的一种或几种任意比例混合。
3.根据权利要求1所述单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述单原子溶质金属盐和溶剂基体金属盐所含的金属元素种类不同，单原子溶质金属盐和溶剂基体金属盐中金属原子的摩尔比不大于1...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍瑞，马丹阳，孔馨，刘亮，易健宏，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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