[发明专利]类石墨烯框架负载单原子结构材料及其制备方法和应用有效
| 申请号： | 201811004552.4 | 申请日： | 2018-08-30 |
| 公开（公告）号： | CN109261154B | 公开（公告）日： | 2021-07-06 |
| 发明（设计）人： | 麦立强;刘世宇;孟甲申;刘金帅 | 申请（专利权）人： | 武汉理工大学 |
| 主分类号： | B01J23/80 | 分类号： | B01J23/80;B01J35/10 |
| 代理公司： | 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 | 代理人： | 崔友明 |
| 地址： | 430070 湖*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 石墨 框架 负载 原子结构 材料 及其 制备 方法 应用 | ||
1.类石墨烯框架负载单原子结构材料，其由单金属原子均匀负载于类石墨烯框架上构成，所述的类石墨烯框架为中空薄膜状结构，所述材料的比表面积为600~800 m2 g-1，其为下述制备方法所得产物，包括如下步骤：
S1采用凝胶溶胶法制备出金属离子掺杂ZnO纳米颗粒；
S2称取金属离子掺杂ZnO纳米颗粒与配体同时置于真空烘箱中，控制压强，加热，得到掺杂金属有机框架MOF层包覆掺杂ZnO纳米颗粒结构；所述的真空烘箱压强为50~200 Pa，加热温度为120~150 ℃，保温时间4~8 h；
S3将掺杂金属有机框架MOF层包覆掺杂ZnO纳米颗粒结构在惰性气氛下烧结，得到掺杂碳包覆掺杂ZnO纳米颗粒结构；
S4将掺杂碳包覆掺杂ZnO纳米颗粒结构置于适量的酸中，除去其中的掺杂ZnO模板，得到碳骨架负载单原子结构；
S5将碳骨架负载单原子结构在惰性气氛下烧结，得到类石墨烯框架负载单原子结构材料。
2.根据 权利要求1所述的类石墨烯框架负载单原子结构材料，其特征在于：所述的单金属原子为Fe、Co、Ni或Cu。
3.权利要求1所述的类石墨烯框架负载单原子结构材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
S1采用凝胶溶胶法制备出金属离子掺杂ZnO纳米颗粒；
S2称取金属离子掺杂ZnO纳米颗粒与配体同时置于真空烘箱中，控制压强，加热，得到掺杂金属有机框架MOF层包覆掺杂ZnO纳米颗粒结构；所述的真空烘箱压强为50~200 Pa，加热温度为120~150 ℃，保温时间4~8 h；
S3将掺杂金属有机框架MOF层包覆掺杂ZnO纳米颗粒结构在惰性气氛下烧结，得到掺杂碳包覆掺杂ZnO纳米颗粒结构；
S4将掺杂碳包覆掺杂ZnO纳米颗粒结构置于适量的酸中，除去其中的掺杂ZnO模板，得到碳骨架负载单原子结构；
S5将碳骨架负载单原子结构在惰性气氛下烧结，得到类石墨烯框架负载单原子结构材料。
4.根据权利要求3所述的类石墨烯框架负载单原子结构材料的制备方法，其特征在于：所述的配体为2-甲基咪唑或咪唑，得到氮掺杂的石墨烯层以固定单金属原子结构。
5.根据权利要求3所述的类石墨烯框架负载单原子结构材料的制备方法，其特征在于：步骤S3所述的烧结温度为600~650 ℃，保温时间3~6 h。
6.根据权利要求3所述的类石墨烯框架负载单原子结构材料的制备方法，其特征在于：步骤S5所述的烧结温度为700~900 ℃，保温时间1~3 h。
7.权利要求1所述的类石墨烯框架负载单原子结构材料作为电化学能量转换器件的电极材料的应用。
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