[发明专利]催化剂组合体及其制造方法

权利要求书

1.一种催化剂组合体，其包括：

具有催化剂晶面的二维(2-D)外延催化剂；和

基底，所述基底负载所述2-D外延催化剂并且具有与所述催化剂晶面基本对齐的基底晶面。

2.根据权利要求1所述的催化剂组合体，其中所述催化剂晶面包括限定催化剂原子间距的第一和第二相邻催化剂原子，所述基底晶面包括限定基底原子间距的第一和第二相邻基底原子，所述催化剂原子间距和所述基底原子间距之间的百分比差小于10％。

3.根据权利要求2所述的催化剂组合体，其中所述催化剂晶面和所述基底晶面彼此相邻布置。

4.根据权利要求1所述的催化剂组合体，其中所述基底是二维(2-D)外延的，使得所述2-D外延催化剂和所述基底以层-层构造彼此相邻布置。

5.根据权利要求1所述的催化剂组合体，其配置为多个核-壳颗粒，其中所述2-D催化剂是所述壳，而所述基底是所述核。

6.根据权利要求1所述的催化剂组合体，其中所述2-D外延催化剂具有2-20个原子层的厚度尺寸。

7.根据权利要求1所述的催化剂组合体，其中所述基底和所述2-D外延催化剂具有至少一个共用晶面，所述共用晶面为(111)晶面、(110)晶面、(001)晶面和/或(0001)晶面。

8.根据权利要求1所述的催化剂组合体，其中所述基底包括：一种或多种(111)取向的金属元素，其包括Ag、Al、Au、Cu、Ir、Pd和Rh；一种或多种(011)取向的金属元素，其包括Mo、Nb、Ta、W、Os、Re和Ru；一种或多种(0001)取向的金属元素，其包括Ti；以及它们的组合和合金。

9.根据权利要求1所述的催化剂组合体，其中所述基底包括：一种或多种金属氧化物，其包括(100)取向的TiO₂、(111)取向的NbO、SrTiO_x和YSZ；一种或多种金属氮化物，其包括(111)取向的TiN；一种或多种碳化物，其包括(111)取向的TiC和(0001)取向的WC；以及它们的组合。

10.根据权利要求1所述的催化剂组合体，其中所述基底包括：一种或多种含石墨烯结构，其包括石墨、石墨烯、金属硫化物、硒化物和硅化物；一种或多种芳环结构的聚合物材料，其包括酞菁类、卟啉类、席夫碱、金属-N₄大环和金属-有机框架；以及它们的组合。

11.根据权利要求1所述的催化剂组合体，其中所述基底是电子传导的。

12.根据权利要求1所述的催化剂组合体，其中所述基底为网，所述网包括一个或多个用于传输水分子的孔。

13.根据权利要求12所述的催化剂组合体，其中所述基底包括网状载体和涂布在所述网状载体上的晶种材料。

14.一种催化剂组合物体，其包括：

具有催化剂晶面的二维(2-D)外延催化剂，所述催化剂晶面包含限定催化剂原子间距的两个相邻原子；和

基底，所述基底负载所述2-D外延催化剂并且具有与所述催化剂晶面相邻布置的基底晶面，所述基底晶面包含限定基底原子间距的两个相邻原子，其中所述催化剂原子间距和所述基底原子间距之间的百分比差小于10％。

15.根据权利要求14所述的催化剂组合体，其中所述基底是二维(2-D)外延的，使得所述2-D外延催化剂和所述基底以层-层构造彼此相邻布置。

16.根据权利要求14所述的催化剂组合体，其配置为多个核-壳颗粒，其中所述2-D催化剂是所述壳，而所述基底是所述核。

17.根据权利要求14所述的催化剂组合体，其中所述2-D外延催化剂具有2-20个原子层的厚度尺寸。