一种P掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种P掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂的制备方法及其应用，是首先将包括铁源、磷源、氮源在内的原料混合并常温搅拌反应，得到铁的前驱体，然后对铁的前驱体高温热解，得到P掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂。本发明专利技术制备的新型的P掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂作为电催化二氧化碳还原为一氧化碳的催化剂时具有高活性、高选择性和宽的电压窗口，且本发明专利技术的制备方法工艺简单、耗时短、耗能少，且成本较低、安全性较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电催化二氧化碳还原材料及其制备，具体涉及一种p掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂的制备方法及其应用。

技术介绍

1、由于煤炭、石油和天然气等化石燃料的广泛使用，显著增加了大气中的二氧化碳水平，导致了剧烈的气候变化、海平面上升、海洋酸化等问题。对二氧化碳排放量增加和对含碳原材料需求的担忧加速了各种二氧化碳减排转化技术的发展。二氧化碳电催化还原法具有降低温室气体浓度并将其转化为有用产品的功能。由于技术和经济上的可行性，电催化二氧化碳还原反应(co2rr)被认为是最有前途的二氧化碳还原途径之一，受到了广泛的关注。通过电化学途径将二氧化碳重新转化为有价值的低碳燃料和化学品，既能达到减少碳排放的环境目标，又能同时获得清洁能源和有价值的工业产品。然而，由于co2还原反应(co2rr)在水溶液条件下存在较大的动力学过电位和竞争性副反应(析氢反应)，仍然存在能量效率低和产物选择性差的问题。

2、单原子催化剂(sacs)在最大原子效率、二氧化碳还原活性、选择性和稳定性方面有很大的潜力，使它们成为下一代电催化二氧化碳催化剂开发的良好候选者。

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【技术保护点】

1.一种P掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂的制备方法，其特征在于：首先将包括铁源、磷源、氮源在内的原料混合并常温搅拌反应，得到铁的前驱体；然后对铁的前驱体高温热解，得到P掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂。

2.根据权利要求1所述的P掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求1或2所述的P掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂的制备方法，其特征在于：所述铁源为血晶素，所述氮源为三聚氰胺，所述磷源为羟基乙叉二磷酸。

4.根据权利要求2所述的P掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为二甲基亚砜，所述...

【技术特征摘要】

1.一种p掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂的制备方法，其特征在于：首先将包括铁源、磷源、氮源在内的原料混合并常温搅拌反应，得到铁的前驱体；然后对铁的前驱体高温热解，得到p掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂。

2.根据权利要求1所述的p掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求1或2所述的p掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂的制备方法，其特征在于：所述铁源为血晶素，所述氮源为三聚氰胺，所述磷源为羟基乙叉二磷酸。

4.根据权利要求2所述的p掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为二甲基亚砜，所述混合反应液中有机溶剂与超纯水的体积比为1：1～2。

5.根据权利要求2所述的p掺杂的铁单原子/纳米团簇催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，铁源、氮源、硝酸锌、巴比妥酸和磷源的质量比为1：80-120：20-40：7...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨正坤，何佳欣，秦晨晨，王俊中，肖娟定，刘道猛，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：