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      一種位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑及其制備方法和應(yīng)用

      文檔序號:40404208發(fā)布日期:2024-12-20 12:28閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑,其特征在于,包括雜原子雜化的載體以及金屬,所述金屬以單原子位點(diǎn)負(fù)載在載體上;

      2.如權(quán)利要求1所述的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑,其特征在于,所述金屬包括銅、鈷、鋁、鐵、錳、銦、鎳、錫、銀、鈀、鉑、金中的至少一種;

      3.如權(quán)利要求2所述的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑,其特征在于,所述金屬的位點(diǎn)密度為1~256個(gè)/25nm2;

      4.一種如權(quán)利要求1~3任一所述的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

      5.如權(quán)利要求4所述的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑的制備方法,其特征在于,將載體加入到水中之前還包括向水中加入有機(jī)溶劑,所述有機(jī)溶劑與水的體積比為(1~100):(1~3)。

      6.如權(quán)利要求5所述的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑的制備方法,其特征在于,所述堿性物質(zhì)包括氨水溶液、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氫氧化鈣、氫氧化鋇中的至少一種;

      7.如權(quán)利要求4所述的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑的制備方法,其特征在于,所述熱解溫度為300~1200℃、時(shí)間為0.1~72h。

      8.如權(quán)利要求4所述的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑的制備方法,其特征在于,所述含有聚合物單體與金屬鹽的混合溶液中金屬鹽的濃度為0.1~10mg/ml;

      9.如權(quán)利要求7所述的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑的制備方法,其特征在于,所述熱解包括:將干燥的沉淀產(chǎn)物與碳氮化合物混合后于惰性氣氛環(huán)境下,先于0~40℃下保溫0.5~1h,然后以1~50℃/min升溫至300~1200℃并保溫0.1~72h。

      10.如權(quán)利要求4所述的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑的制備方法,其特征在于,將含有聚合物單體與金屬鹽的混合溶液加入到混合液中,反應(yīng)的步驟中,反應(yīng)溫度為20~30℃、時(shí)間為20~30h。

      11.如權(quán)利要求5~10任一所述的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

      12.一種氣體擴(kuò)散電極,其特征在于,包括基底以及負(fù)載在所述基底上催化劑,所述催化劑為權(quán)利要求1~3任一所述的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑或權(quán)利要求4~11任一所述的制備方法制備得到的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑。

      13.一種如權(quán)利要求1~3任一所述的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑或權(quán)利要求4~11任一所述的制備方法制備得到的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑或權(quán)利要求12所述的氣體擴(kuò)散電極在co2電催化還原反應(yīng)中的應(yīng)用。


      技術(shù)總結(jié)
      本發(fā)明提供了一種位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑及其制備方法和應(yīng)用,通過堿性濕法方法,利用酚胺類聚合物的在堿性條件下自聚合特點(diǎn),通過引入高熱穩(wěn)定性的載體,改變聚合物自聚形式,進(jìn)而改變金屬離子與聚合物表面單體配位密度,從而制備得到位點(diǎn)密度可調(diào)且穩(wěn)定的位點(diǎn)密度可調(diào)的金屬基單原子催化劑。在熱解過程,引入的載體由于具有高熱穩(wěn)定性,有助于為金屬單原子位點(diǎn)提供更穩(wěn)定的配位環(huán)境,從而使所獲得的金屬單原子催化劑具有更高的位點(diǎn)密度和穩(wěn)定性;在達(dá)到相似催化效果的同時(shí),減少金屬的使用量;高的活性金屬位點(diǎn)密度提高了電子的轉(zhuǎn)移速率和電極表面CO<subgt;2</subgt;的吸附量,有利于提高催化活性和產(chǎn)物產(chǎn)率。

      技術(shù)研發(fā)人員:張小龍,黎琳波,陳皓輝,成會明
      受保護(hù)的技術(shù)使用者:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
      技術(shù)研發(fā)日:
      技術(shù)公布日:2024/12/19
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