[发明专利]一种基于碳纳米笼载体的金属单原子催化剂及其制备方法在审
申请号: | 201811228440.7 | 申请日: | 2018-10-22 |
公开(公告)号: | CN109126857A | 公开(公告)日: | 2019-01-04 |
发明(设计)人: | 张志琦;吴强;杨立军;王喜章;胡征 | 申请(专利权)人: | 南京大学 |
主分类号: | B01J27/24 | 分类号: | B01J27/24;B01J27/02;B01J23/42;B01J27/14;B01J37/02;C25B11/06;C25B1/04 |
代理公司: | 北京高沃律师事务所 11569 | 代理人: | 刘奇 |
地址: | 210000 江苏省南京*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 单原子 碳纳米笼 金属 催化剂 掺杂 金属原子 微孔通道 杂原子 嵌入 催化技术领域 法制备金属 规模化生产 浸渍 昂贵设备 电子结构 复杂工艺 高稳定性 锚定作用 掺杂的 高活性 纳米笼 碳原子 调变 笼壁 微孔 吸附 限域 制备 | ||
1.一种基于碳纳米笼载体的金属单原子催化剂,其特征在于,包括碳纳米笼载体和嵌入所述碳纳米笼载体笼壁微孔通道中的金属单原子;所述金属单原子为Pt、Pd、Ru、Ir、Ag或Au;所述碳纳米笼载体为掺杂碳纳米笼。
2.根据权利要求1所述的金属单原子催化剂,其特征在于,所述金属单原子的负载量在8wt.%以下。
3.根据权利要求1所述的金属单原子催化剂,其特征在于,所述掺杂碳纳米笼为单元素掺杂碳纳米笼或共掺杂碳纳米笼。
4.根据权利要求3所述的金属单原子催化剂,其特征在于,所述单元素掺杂碳纳米笼为N掺杂、B掺杂、S掺杂或P掺杂碳纳米笼。
5.根据权利要求4所述的金属单原子催化剂,其特征在于,所述N掺杂碳纳米笼中N的掺杂量在20at.%以下;所述B掺杂碳纳米笼中B的掺杂量在5at.%以下;所述S掺杂碳纳米笼中S的掺杂量在8at.%以下;所述P掺杂碳纳米笼中P的掺杂量在8at.%以下。
6.根据权利要求3所述的金属单原子催化剂,其特征在于,所述共掺杂碳纳米笼为N/B共掺杂、N/S共掺杂、N/P共掺杂、B/S共掺杂、B/P共掺杂或S/P共掺杂碳纳米笼。
7.根据权利要求1~6任一项所述的金属单原子催化剂,其特征在于,所述碳纳米笼载体的笼壁微孔孔径为0.4~1.5nm。
8.权利要求1~7任意一项所述的金属单原子催化剂的制备方法,包括:
将掺杂碳纳米笼浸渍于金属前驱体溶液中,依次经过分离和热处理,得到基于碳纳米笼载体的金属单原子催化剂;所述金属前驱体为对应Pt、Pd、Ru、Ir、Ag或Au的可溶于水的金属离子化合物。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述热处理的温度为40~600℃,热处理的时间为0.5~24h。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述浸渍的温度为0~100℃,浸渍的时间为0.5~50h。
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