[发明专利]用于高温合成单原子分散体和多原子分散体的系统和方法

权利要求书

1.一种合成原子分散体的方法，其包括：

布置加载基底，加载基底包括加载有以下项中的至少一项的基底：元素的前体或元素的团簇；

向所述加载基底施加至少一个温度脉冲，其中至少一个温度脉冲的脉冲在持续时间内施加目标温度，其中目标温度在500K和4000K之间并包括端值，并且其中所述持续时间在1毫秒和1分钟之间并包括端值；

在脉冲后，保持冷却周期；并且

在至少一个温度脉冲之后，提供分散在基底上的元素的单原子。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括，在脉冲期间：

使基底上的元素至少部分单原子分散；并且

形成原子-基底键以稳定基底上的元素的单原子。

3.根据权利要求1所述的方法，其中至少一个温度脉冲中的每一个在持续时间内施加目标温度，所述方法进一步包括：

在至少一个温度脉冲中的每一个之后，保持冷却周期。

4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括，在至少一个温度脉冲中的每一个期间：

使基底上的元素至少部分单原子分散；并且

形成原子-基底键以稳定基底上的元素的单原子。

5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

执行以下项的至少一次迭代：

对基底加载以下项中的至少一项：另外的元素的前体或另外的元素的团簇；

将至少一个另外的温度脉冲施加到加载基底，其中至少一个另外的温度脉冲中的每一个在持续时间内施加目标温度；

在至少一个另外的温度脉冲中的每一个之后，保持冷却周期；并且

在至少一个另外的温度脉冲之后，提供基底上的所述元素和所述另外的元素的多原子分散体。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述元素和所述另外的元素是以下项中的一项：相同的元素或不同的元素。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述元素是Pt、Ru或Co中的一种。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基底包括碳基材料、金属、陶瓷、聚合物、复合材料或氧化物中的至少一种。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基底包括碳、C₃N₄、TiO₂或CO₂-活性碳纳米纤维中的至少一种。

10.一种用于合成原子分散体的系统，其包括：

加载基底，所述加载基底包括加载有以下项中的至少一项的基底：元素的前体或元素的团簇；

至少一个加热元件；和

控制器，其配置为：

控制至少一个加热元件以向所述加载基底施加至少一个温度脉冲，其中至少一个温度脉冲的脉冲在持续时间内施加目标温度，其中目标温度在500K和4000K之间并包括端值，并且其中所述持续时间在1毫秒和1分钟之间并包括端值；并且

在脉冲后，保持冷却周期，

其中在至少一个温度脉冲之后，元素的单原子分散在基底上。

11.根据权利要求10所述的系统，其中脉冲使基底上的元素至少部分单原子分散，并且导致形成原子-基底键以稳定基底上的原子的单原子。

12.根据权利要求10或11所述的系统，其中，至少一个加热元件配置为施加以下项中的一项：直接焦耳加热、传导加热、辐射加热、微波加热、激光加热或等离子体加热。

13.根据权利要求10所述的系统，其中控制器统配置为：

控制至少一个加热元件，以对于至少一个温度脉冲中的每一个，在持续时间内施加目标温度，并且

在至少一个温度脉冲的每一个之后，保持冷却周期。