[发明专利]一种氮掺杂石墨烯负载金属单原子催化剂的制备方法

摘要

一种氮掺杂石墨烯负载金属单原子催化剂的制备方法，以乙二胺四乙酸二钠盐为配合剂，在液相中与金属离子通过离子交换反应形成稳定的配合物，蒸干后与碱金属盐充分混合均匀，通过同步热解转化得到氮掺杂石墨烯负载的金属单原子催化剂。所制备的催化剂具有超薄大面积的二维微观结构形貌特征，厚度为0.5～2nm，石墨烯层数为1～8层，金属负载量为0.01～10wt％之间，可应用于能源、催化、医药及生物等催化合成领域。本发明可普遍适用于各种金属单原子催化剂的合成，所得到的金属单原子均能被牢固地铆钉在石墨烯表面，负载量高、热稳定性好。本发明操作工艺简单安全，成本低廉，具有可控制备、大量合成等优点，适合工业化生产和规模化应用。

主权项

一种氮掺杂石墨烯负载金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)将含氮有机化合物乙二胺四乙酸二钠盐和金属盐加入到去离子水中，乙二胺四乙酸二钠盐与金属盐的质量比在1000:1至100:1之间，混合均匀，制备摩尔浓度为0.001～0.5mol/L的水溶液；之后在40～120℃下进行离子交换反应0.5～6h，得到稳定的配合物，蒸干干燥后得到配合物固体粉末；。2)将步骤1)得到的配合物固体粉末与碱金属盐充分混合均匀，配合物固体粉末与碱金属盐的质量比为1:5至1:20之间，放入管式炉中，在惰性气氛下，于800～1200℃热处理0.5～3h后，然后自然冷却至室温，得到氮掺杂石墨烯负载的金属单原子催化剂与碱金属盐的混合物；3)将步骤2)得到的混合物依次经过酸性水溶液、纯水和无水乙醇洗涤干燥后即得到氮掺杂石墨烯负载的金属单原子催化剂。