[发明专利]一种金属单原子负载碳氮聚合物催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种金属单原子负载碳氮聚合物催化剂的制备方法，其特征在于，将碳氮聚合物与水混合后在150-200℃下水热处理10-15h，得到含羟基的碳氮聚合物；

将含羟基的碳氮聚合物与水混合后超声，然后加入金属源溶液，避光搅拌8-24h，分离，干燥，然后煅烧，得到金属单原子负载碳氮聚合物催化剂；

碳氮聚合物通过以下过程制得：将含氮前驱体在520-580℃下煅烧2-5h；含氮前驱体为尿素、三聚氰胺与三聚氰酸中的一种或多种；含羟基的碳氮聚合物与金属源溶液的比为0.1-0.5g：10-20mL；金属源溶液的浓度为0.1-0.5mol/L。

2.根据权利要求1所述的一种金属单原子负载碳氮聚合物催化剂的制备方法，其特征在于，当采用尿素、三聚氰胺与三聚氰酸中的两种时，两种按照质量比1:1混合，当采用三种中，三种按质量比1:1:1混合。

3.根据权利要求1所述的一种金属单原子负载碳氮聚合物催化剂的制备方法，其特征在于，自室温以1-5℃的升温速率升温至520-580℃。

4.根据权利要求1所述的一种金属单原子负载碳氮聚合物催化剂的制备方法，其特征在于，碳氮聚合物与水的比为0.1-0.5g：20-70mL；含羟基的碳氮聚合物与水0.1-0.5g：30-80mL。

5.根据权利要求1所述的一种金属单原子负载碳氮聚合物催化剂的制备方法，其特征在于，超声的功率为200W，时间为30-60min；金属源溶液为含Pt、Pd、Au、Fe、Ni、Cu或Ag金属阳离子的金属源溶液。

6.根据权利要求5所述的一种金属单原子负载碳氮聚合物催化剂的制备方法，其特征在于，含Pt金属阳离子的金属源为H₂PtCl₆·6H₂O与Pt(NH₃)₄Cl₂中的一种；

含Pd金属阳离子的金属源为PdCl₄与Na₂PdCl₄中的一种；

含Au金属阳离子的金属源为HAuCl₄；

含Ag金属阳离子的金属源为AgNO₃；

含Fe金属阳离子的金属源为FeCl₃与FeCl₂中的一种；

含Ni金属阳离子的金属源为NiCl₂；

含Cu金属阳离子的金属源为CuCl₂与Cu(NO₃)₂中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种金属单原子负载碳氮聚合物催化剂的制备方法，其特征在于，煅烧的温度为120-200℃，时间为2-5h。

8.一种根据权利要求1-7中任意一项所述的方法制得的金属单原子负载碳氮聚合物催化剂，其特征在于，单原子的负载质量分数为1％。