[发明专利]一种含锌单原子催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种含锌单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：

A、在氢气与惰性气体的混合气氛下，将2-甲基咪唑锌盐以1～5℃/min升温至80～160℃煅烧1～4h，然后以1～5℃/min升温至200～400℃煅烧1～6h，最后以2～10℃/min升温至450～750℃煅烧2～5h，得到锌中间体；

B、将所述锌中间体与第一碱性溶液或酸性溶液进行第一混合处理，得到第一混合液，第一混合溶液经固液分离，得到第一含锌固体；或，

将所述锌中间体与第二碱性溶液进行第二混合处理，得到第二混合溶液，第二混合溶液与待负载金属前驱体进行第三混合处理，第三混合溶液经固液分离，得到第二含锌固体；

C、在惰性气体保护下，将所述第一含锌固体或第二含锌固体以1～5℃/min升温至100～160℃煅烧2～5h，然后以1～5℃/min升温至200～400℃煅烧2～5h，最后以2～10℃/min升温到700～900℃煅烧2～5h，得到所述含锌单原子催化剂；所述含锌单原子催化剂为纯锌单原子催化剂或负载型锌单原子催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述氢气与惰性气体的混合气氛中，氢气的体积浓度为10％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述第一碱性溶液选自浓度为14～28wt％的氨水或浓度为28wt％的NaOH水溶液；所述酸性溶液选自浓度为28wt％的H₂SO₄水溶液。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述第二碱性溶液选自浓度为14～28wt％的氨水。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述待负载金属前驱体选自过渡金属或贵金属的硝酸盐、氯化物或金属有机化合物中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述过渡金属为Fe、Co、Mn、Cu或Ni；所述贵金属为Pt、Pd、Ru、Rh或Ag。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述锌中间体与所述待负载金属前驱体的比例为1g:1～5mmol。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述第一混合处理的温度为25～50℃，时间为2～48h；和/或，所述第二混合处理的温度为25～50℃，时间为10～60min；和/或，所述第三混合处理的温度为25～50℃，时间为2～48h。

9.一种含锌单原子催化剂，其特征在于，采用如权利要求1～8任意一项所述的制备方法制备得到。

10.一种如权利要求9所述的含锌单原子催化剂在电化学氧化还原反应中的应用，其特征在于，所述含锌单原子催化剂用作阴极氧还原催化剂。