[发明专利]环糊精基过渡金属单原子催化材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环糊精基过渡金属单原子催化材料的制备方法，包括以下步骤：提供环糊精交联聚合物与过渡金属前驱体；使用环糊精交联聚合物包合所述过渡金属前驱体得到一包合物；以及，使用一还原剂将所述包合物进行还原，处理后得到所述环糊精基过渡金属单原子催化材料。本发明进一步提供一种环糊精基过渡金属单原子催化材料。

技术领域

本发明涉及一种环糊精基过渡金属单原子催化材料及其制备方法。

背景技术

负载型金属催化剂作为典型的多相催化剂在工业领域被广泛使用，如环境、能源、医药等方面。但是对于负载型催化剂来说，一般只有表面金属原子才是催化活性位点，而内部金属原子并没有得到利用，由于贵金属价格昂贵、资源稀缺，这种较低的原子利用效率大大增加了催化剂的成本。而近年来开发出的单原子催化材料因其中活性组分为原子级别上高度分散，金属原子被100％利用呈现出优异的催化性能。这种全新的催化材料已经成为未来催化化工发展的必然趋势。然而，受制备工艺和材料本身的限制，有关这种单原子催化材料及其制备方法的报道仍较少。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种单原子催化材料及其制备方法，环糊精基过渡金属单原子催化材料为一类新的单原子催化材料，其制备方法具有广泛的通用性，能够降低不同金属元素单原子催化剂的制备成本。

一种环糊精基过渡金属单原子催化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，提供环糊精交联聚合物与过渡金属前驱体；

S2：使用所述环糊精交联聚合物包合所述过渡金属前驱体得到一包合物；

S3：使用一还原剂将所述包合物进行还原，处理后得到所述环糊精基过渡金属单原子催化材料。

一种环糊精基过渡金属单原子催化材料，其包括环糊精交联聚合物载体及多个过渡金属原子，该多个过渡金属原子以单个原子的形式锚定在环糊精交联聚合物载体上。

本发明所提供的环糊精基过渡金属单原子催化材料的制备方法，利用超分子化学中常用的环糊精交联聚合物，使用环糊精大环空腔选择合适分子尺寸的过渡金属前驱体与之形成包合物，进一步还原后获得环糊精基过渡金属单原子催化材料。该制备方法具有广泛的通用性，能够降低不同金属元素单原子催化剂的制备成本，可以应用于能源、催化、医药及生物等领域，具有极为广阔的市场前景。由该制备方法所获得的环糊精基过渡金属单原子催化材料作为负载型金属催化剂使用时，过渡金属原子以单原子的形式锚定在环糊精交联聚合物载体上，过渡金属被充分利用，仅使用少量的过渡金属既可以实现良好的催化性能，大大降低了负载型金属催化剂的成本。

附图说明

图1是本发明实施例1所提供的环糊精基过渡金属单原子催化材料的球差电镜照片。

图2是本发明实施例2所提供的环糊精基过渡金属单原子催化材料的球差电镜照片。

图3是本发明实施例3所提供的环糊精基过渡金属单原子催化材料的球差电镜照片。

图4是本发明实施例4所提供的环糊精基过渡金属单原子催化材料的球差电镜照片。

图5是本发明实施例5所提供的环糊精基过渡金属单原子催化材料的球差电镜照片。

图6是本发明实施例6所提供的环糊精基过渡金属单原子催化材料的球差电镜照片。

图7是本发明实施例7所提供的环糊精基过渡金属单原子催化材料的球差电镜照片。

图8是本发明实施例8所提供的环糊精基过渡金属单原子催化材料的球差电镜照片。

图9是本发明实施例9所提供的环糊精基过渡金属单原子催化材料的球差电镜照片。

图10是本发明实施例10所提供的环糊精基过渡金属单原子催化材料的球差电镜照片。

具体实施方式