一种基于熔融法制备碳基单原子材料的方法、碳基单原子材料及其应用技术

技术编号:41913166 阅读:75 留言:0更新日期:2024-07-05 14:15
本发明专利技术属于材料技术领域,具体涉及一种基于熔融法制备碳基单原子材料的方法、碳基单原子材料及其应用,所述方法包括以下步骤:将模板盐和水配置为饱和溶液,确保模板盐已完全溶解,后加入乙醇,搅拌至模板盐充分析出,抽滤,用乙醇洗涤,通过鼓风烘干干燥,得到模板剂;将模板剂、含氮化合物、有机碳化合物、水溶性金属盐混合在一起,得到前驱体;将前驱体置于反应炉中,在保护气氛下进行热处理,得到热处理产物;将热处理产物分散到水中,抽滤并干燥,得到碳基单原子材料。本发明专利技术可以降低成本,所述合成过程中使用的原料廉价易得,合成流程简单,操作方便,可以等比例放大原料,因此可以实现大批量、大规模制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料,具体涉及一种基于熔融法制备碳基单原子材料的方法、碳基单原子材料及其应用


技术介绍

1、碳基单原子材料:主要基体成分为碳,利用其它易配位的的元素(如n等),将单个的金属原子锚定在碳基底上,所合成的材料,氮原子和金属单原子形成mnx位点结构,其中,x为3或4。

2、目前,碳基单原子材料被广泛应用于电催化、光催化、热催化、有机合成等领域;但是绝大多数文献报道的碳基单原子材料都主要以石墨烯或者有机金属框架(mof)为基底材料,这些基底材料的成本极高,对碳基单原子材料的大规模、批量化生产和应用造成了极大的挑战。此外,裂解碳是一种廉价的碳源,但是其为块体碳,具有比表面积小、有效单原子位点少的缺陷,因此也很难用于碳基底单原子材料,现有技术中go基底的单原子材料及采用裂解块体碳制备的碳基底单原子材料的形貌如图1所示。基于以上背景,碳基单原子材料正朝着低成本、高效率的合成方向前进。

3、而壳状、片状碳基底单原子材料在现有技术中并不存在简便,成本低的制备方法,因此,亟需提供一种流程简便,成本低的制备碳基单原子材料的方法。

<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于熔融法制备碳基单原子材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于熔融法制备碳基单原子材料的方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述模板剂为析出盐或市售的商用氯化钠;所述析出盐的制备方法为将纯度>98%的氯化钠和水配置为饱和溶液,确保所述纯度>98%的氯化钠,后加入乙醇,搅拌至模板盐充分析出,抽滤,用乙醇洗涤,通过鼓风烘干干燥,得到析出盐;所述乙醇的纯度>90%;所述乙醇与饱和溶液的质量比为0.5-5:1。

3.根据权利要求1所述的一种基于熔融法制备碳基单原子材料的方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述含氮化合...

【技术特征摘要】

1.一种基于熔融法制备碳基单原子材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于熔融法制备碳基单原子材料的方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述模板剂为析出盐或市售的商用氯化钠;所述析出盐的制备方法为将纯度>98%的氯化钠和水配置为饱和溶液,确保所述纯度>98%的氯化钠,后加入乙醇,搅拌至模板盐充分析出,抽滤,用乙醇洗涤,通过鼓风烘干干燥,得到析出盐;所述乙醇的纯度>90%;所述乙醇与饱和溶液的质量比为0.5-5:1。

3.根据权利要求1所述的一种基于熔融法制备碳基单原子材料的方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述含氮化合物包括二氰二胺、三聚氰胺和氨气中的一种或几种;所述有机碳化合物包括葡萄糖、三聚氰胺、纤维素和柠檬酸中的一种或几种;所述水溶性金属盐为包括ni、fe、co、mn、pt、cu、ag、cu任一种金属原子在内的水溶性金属盐。

4.根据权利要求1所述的一种基于熔融法制备碳基单原子材料的方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述模板剂、含氮化合物、有机碳化合物、水溶性金属盐的质量比为8000~9000:1000~1500:600~...

【专利技术属性】
技术研发人员:宫勇吉古小康
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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