[发明专利]一种浅表层金属单原子催化剂及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种浅表层金属单原子催化剂，其特征在于，所述催化剂以氧化钨为载体，所述金属单原子分布在所述氧化钨的表层深度为1-20nm的区域；

所述浅表层金属单原子催化剂由如下方法制备：

（1）将钨酸盐、有机酸和水混合，得到混合溶液A；

（2）在步骤（1）得到的混合溶液A中加入表面活性剂和还原剂；得到混合溶液B；

（3）在步骤（2）得到的混合溶液B中加入无机酸和金属盐溶液，所述无机酸的加入量使得溶液的pH为1-3，之后进行水热处理，煅烧，得到所述浅表层金属单原子催化剂。

2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，以氧化钨的质量为100%计，所述金属单原子的质量百分含量为0.1-5%。

3.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述金属单原子包括Pt、Ag、Au、Pd、Rh、Ir、Ru、Co、Ni或Cu中的任意一种或至少两种的组合。

4.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述氧化钨颗粒的一次粒径为50-200nm。

5.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述金属单原子为Pt和/或Pd。

6.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述金属单原子分布在所述氧化钨的表层深度为1-10nm的区域。

7.如权利要求1-6任一项所述的浅表层金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）将钨酸盐、有机酸和水混合，得到混合溶液A；

（2）在步骤（1）得到的混合溶液A中加入表面活性剂和还原剂；得到混合溶液B；

（3）在步骤（2）得到的混合溶液B中加入无机酸和金属盐溶液，所述无机酸的加入量使得溶液的pH为1-3，之后进行水热处理，煅烧，得到所述浅表层金属单原子催化剂。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述钨酸盐中钨元素的摩尔量与有机酸中羧基的摩尔量之比为1-3。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述钨酸盐包括碱金属钨酸盐。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述有机酸包括柠檬酸、酒石酸或草酸中的任意一种或至少两种的组合。

11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述钨酸盐中钨元素的摩尔量与所述表面活性剂的摩尔量之比为1-1.5。

12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述钨酸盐中钨元素的摩尔量与所述还原剂的摩尔量之比为0.5-2。

13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述表面活性剂包括十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基三甲基溴化铵中的任意一种或至少两种的组合。

14.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述还原剂包括次磷酸钠、抗坏血酸、硼氢化钠或亚硫酸氢钠中的任意一种或至少两种的组合。

15.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述金属盐溶液中的金属盐包括Pt盐、Ag盐、Au盐、Pd盐、Rh盐、Ir盐、Ru盐、Co盐、Ni盐或Cu盐中的任意一种或至少两种的组合。

16.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无机酸为盐酸。

17.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述金属盐溶液中金属离子的摩尔量与所述钨酸盐中钨元素的摩尔比为1:(20-1000)。