[发明专利]一种M1

说明书

本发明涉及一种M₁M₂‑载体结构的双原子催化剂的制备方法及用途。该双原子催化剂的活性中心包含两个距离为的金属M₁和M₂原子，所述金属M₁、M₂相同或不同，独立选自Mg、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn、Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Ag、Au中的一种，载体为碳基载体或金属氧化物。该催化剂制备方法包括将双核配合物作为前驱体负载在载体上，在惰性气氛下经高温热解制备。本发明的双原子催化剂具有电化学活性，具有电催化氧还原、电催化二氧化碳还原、电催化产氧的应用前景。

技术领域

本发明属于电化学反应技术领域，具体是一种双原子催化剂、制备方法及电化学反应活性。

背景技术

单原子催化剂使活性位点以原子形式分散，能够最大化利用活性物质，对于降低催化剂用量、提高催化活性有重要意义。但单原子催化剂活性位点种类相对比较单一，难以针对具体的催化反应进行定向优化。双原子催化剂包含两个距离接近的金属中心，其金属中心种类既可以相同也可以不同，大大拓展了活性位点的种类与结构，便于针对具体的催化反应进行活性位点的精确调控，同时保持了单原子催化剂活性位点以原子级分散的结构特点，保证了活性位点的高效利用。但是双原子催化剂的定向合成方法仍欠缺报道。

发展通用的双原子催化剂的合成方法对于促进双原子催化剂的发展有重要意义。

发明内容

本发明公开一种结构为M₁M₂-载体的双原子催化剂的通用制备方法，包括：将双核配合物作为前驱体负载在载体上，在惰性气氛下经高温热解制备；其中，所述双核配合物结构可表示为：

M₁M₂L·Xn

其中，M₁、M₂表示金属原子，可以为Mg、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn、Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Ag、Au，两个金属原子种类可以相同或不同，配合物中两个金属原子之间的距离为

L表示金属原子周围的配体，其必须包含五个或更多的配位原子，配位原子选自氮、氧、硫、磷中的一种或多种；进一步优选，配体中包含的基本结构单元选自卡宾、吡啶、吡咯、氨基、席夫碱、羟基、羧基、羰基等基团单元。

X表示用于平衡整体电荷的抗衡离子，n为使配合物整体呈电中性所需要的抗衡离子的数目，当n1时，当n1时，抗衡离子为多个，抗衡离子彼此相同或不同。所述抗衡离子一般为阴离子，包括但不限为卤素离子、硝酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子，醋酸根离子，草酸根离子、OH^-等。

更优选，L配体优选为具有如下结构的配体：

其中，X为N、O、S或P杂原子，R₁在苯环的任一合适位置取代，R₁选自C_1-6烷基、C_2-6烯基、卤素、C_6-20芳基、-OC_1-6烷基、-OC_2-6烯基；Y为亚烯基(-CH＝CH-)、亚丙基(-CH₂ CH₂CH₂-)、1,2-亚苯基中的一种或两种，所述Y基团上可以继续被R₁取代。

进一步，所述双核配合物优选自：