一种M-N-C单原子催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种M‑N‑C单原子催化剂的制备方法，包括步骤如下：将过渡金属氧化物与氯化盐混合研磨，得到的混合物作为金属前驱体；将金属前驱体置于管式炉的上游作为上游材料，将N‑C材料置于下游作为下游基底材料，以上游材料和下游基底材料之间的最短距离为投料距离，在惰性气氛中进行CVD，升温至设定温度后保温，最后冷却得到所述M‑N‑C单原子催化剂。基于本发明专利技术制备的单原子材料，具有丰富的氮元素和原子级分散的金属位点，因此具有优异的电催化性能，可作为氧还原、析氧、二氧化碳还原等多种电化学反应的催化剂。该方法具有操作简单、边界条件宽、规模化放大潜力大等优势，为高活性单原子催化剂的制备提供了技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂制备，具体涉及一种m-n-c单原子催化剂的制备方法。

技术介绍

1、单原子催化剂理论上可以达到100%的金属分散率，具有最大的原子利用率，因此在催化领域极具潜力。过渡金属、氮掺杂的碳基单原子材料（m-n-c）因具有丰富的m−nx位点，在燃料电池、水分解、二氧化碳还原等领域的性能优势明显。

2、目前报道的m-n-c单原子催化剂通常采用湿化学法合成：首先将活性金属离子分散、占位于前驱体中；然后对其进行热处理活化、固定。这种模式比较成熟，但是存在以下三个方面的共性问题:（1）制备过程较为复杂。活性金属离子占位的方式通常有前驱体限域法（金属有机框架材料、金属有机化合物等）、溶液浸渍吸附法、机械化学法（球磨混合等）、离子交换法等。这些方法普遍存在耗时、操作复杂等问题。另外，这些方法通常是实验室级别的，与工业化生产存在一定的距离，因此规模化放大的困难较大。（2）可控性差，边界条件窄。目前常用的方法，都需要对含有活性金属离子的前驱体进行热处理活化、固定。金属原子的表面能高，从热力学角度具有不稳定性，因此在热处理过程中容易发生活性金属的团聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种M-N-C单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种M-N-C单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述过渡金属氧化物为Fe2O3、CoO、NiO、MnO或CuO。

3.根据权利要求1所述的一种M-N-C单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述氯化盐为LiCl、NaCl或KCl。

4.根据权利要求1所述的一种M-N-C单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中研磨的时间为10~30min，研磨方式为研钵研磨或球磨。

5.根据权利要求1所述的一种M-N-C单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所...

【技术特征摘要】

1.一种m-n-c单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种m-n-c单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述过渡金属氧化物为fe2o3、coo、nio、mno或cuo。

3.根据权利要求1所述的一种m-n-c单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述氯化盐为licl、nacl或kcl。

4.根据权利要求1所述的一种m-n-c单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中研磨的时间为10~30min，研磨方式为研钵研磨或球磨。

5.根据权利要求1所述的一种m-n-c单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中过渡金属氧化物与氯化盐的质量比为（1~5）：1。

6.根据权利要求1所述的一种m-n-c...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋力，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：