[发明专利]一种高载量的金属单原子催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高载量的金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1.将三聚氰胺、对苯二甲醛和二甲基亚砜，惰性氛围下在175～180℃加热回流并搅拌，反应结束后将反应体系冷却至室温，产物经过滤和洗涤，然后在60～80℃下真空干燥去除溶剂，得到富氮多孔聚合物，简写为SNW-1；

S2.将SNW-1和金属乙酸盐加入到乙醇中超声，然后将分散体在70～90℃真空条件干燥得到粉末，简写为SNW-1@M粉末，其中M为金属原子；

S3.将SNW-1@M粉末在惰性气氛下750～850℃碳化，经去离子水洗涤，真空干燥后，制得高载量的金属单原子催化剂。

2.根据权利要求1所述的高载量的金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述三聚氰胺的物质的量、对苯二甲醛的物质的量和二甲基亚砜的体积比为(2～3)mmol:(3～4)mmol:(10～20)mL。

3.根据权利要求2所述的高载量的金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述三聚氰胺的物质的量、对苯二甲醛的物质的量和二甲基亚砜的体积比为2.485mmol:3.728mmol:15.5mL。

4.根据权利要求1所述的高载量的金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述SNW-1和金属乙酸盐的质量比为l:(0.05～0.2)；所述SNW-1和金属乙酸盐的总质量与乙醇的体积比为0.55g:(40～70)mL。

5.根据权利要求4所述的高载量的金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述金属乙酸盐为乙酸钴、乙酸镍、乙酸铁、乙酸钼、乙酸钯、乙酸铜或乙酸锰中的一种以上。

6.根据权利要求1所述的高载量的金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述惰性气氛为氮气；所述金属单原子催化剂中金属的载量为5～8wt％。

7.根据权利要求1所述的高载量的金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述搅拌的时间为48～96h，步骤S2中所述超声的时间为0.5～4h；所述干燥的时间为9～48h；步骤S3中所述碳化的时间为0.5～3h。

8.一种高载量的金属单原子催化剂，其特征在于，所述金属单原子催化剂是由权利要求1-7任一项所述的方法制备得到。

9.根据权利要求8所述的高载量的金属单原子催化剂，其特征在于，所述高载量的金属单原子催化剂的比表面积为300～850m²g^-1；孔体积为0.2～0.5cm³g^-1。

10.权利要求8或9所述的高载量的金属单原子催化剂在吸附、储能或催化领域中的应用。