一种薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂的制备方法技术

本发明专利技术属于化学催化技术领域，具体涉及一种薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂的制备方法。以金属氢氧化物为反应性模板限域，利用反应性模板限域特色策略制备薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂，该特色模板有利于形成包裹结构并对金属理化性质进行调控。采用硼氢化钠还原金属硝酸盐所得到金属氢氧化物纳米片，在引入碳源后经高温热解驱动纳米片与碳源相互作用，原位生成薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂。本发明专利技术利用金属氢氧化物纳米片模板的自限域作用，在高温热解过程中防止金属原子大量团聚，进而在充足惰性氛围下热解制备碳层薄、金属载量高以及杂原子掺杂的薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学催化，具体涉及一种薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂的制备方法。

技术介绍

1、金属-碳催化剂是催化领域一类重要催化剂。石墨烯类碳材料比表面积高、导电性好、廉价易得，同时还以其高刚性闻名，是催化领域广泛应用的载体之一。贵金属具有优异的催化效果，然而由于贵金属价格高昂、资源稀缺，很大程度上限制了其大规模商业化应用。非贵金属如铁(fe)、钴(co)、镍(ni)、铜(cu)等储量相对丰富、成本低且催化活性可观等引起了广泛关注。然而，非贵金属催化剂的催化活性、选择性与稳定性亟待提升。近年来，碳包裹型非贵金属催化剂在提升催化活性催化选择性与催化稳定性方面展现出极大应用潜能。将过渡金属封装于石墨烯碳层策略在电催化水分解、氧还原反应以及电催化二氧化碳还原等催化领域中引起了极大研究兴趣。与传统的负载型非贵金属/碳(m/c)催化剂不同，非贵金属封装于碳层催化剂是通过在非贵金属颗粒表面封装层状石墨烯碳以形成核@壳(core@shell)结构。碳层将金属包裹起来，规避内部金属接触反应物和反应介质，能有效防止催化反应过程中金属颗粒的氧化、团聚和流失，显著提高催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.按照权利要求1所述的薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，金属源是任意金属盐。

3.按照权利要求1所述的薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，通过硼氢化钠还原金属盐，通过改变金属盐的添加量进而调控碳层包覆金属/合金纳米颗粒中的金属载量；按摩尔量计，金属盐添加8～16mmol溶于200ml水，硼氢化钠添加8～16mmol溶于10ml水，按比例进行调变。

4.按照权利要求1所述的薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂...

【技术特征摘要】

1.一种薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.按照权利要求1所述的薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，金属源是任意金属盐。

3.按照权利要求1所述的薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，通过硼氢化钠还原金属盐，通过改变金属盐的添加量进而调控碳层包覆金属/合金纳米颗粒中的金属载量；按摩尔量计，金属盐添加8～16mmol溶于200ml水，硼氢化钠添加8～16mmol溶于10ml水，按比例进行调变。

4.按照权利要求1所述的薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，搅拌温度为室温，搅拌时间为30～40min。

5.按照权利要求1所述的薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，离心转速为10000r/min，离心1～5min，干燥为冷冻干燥，干燥时间为12h。

6.按照权利要求1所述的薄层碳包裹高载量金属/合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，按质量比计，碳源与金属氢氧化物纳米片质量比为1：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈善勇，王晶宇，向家奇，马晋杨，刘又年，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：