[发明专利]一种双金属单原子催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种双金属单原子催化剂，其特征在于，所述催化剂以氮掺杂的三维多孔碳气凝胶为基体材料，负载双金属单原子。

2.根据权利要求1所述的双金属单原子催化剂，其特征在于，所述双金属为Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru中的任意两种。

3.权利要求1所述的双金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

S1，配制生物质材料与造孔剂组成的组的悬浊液；

S2，向所述悬浊液中依次加入两种金属的邻二氮菲络合物，得到前驱体；

S3，将所述前驱体干燥后，执行一个热处理操作；

S4，除去造孔剂，得到双金属单原子负载的氮掺杂多孔碳气凝胶，即为所述催化剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述生物质材料包括壳聚糖，所述造孔剂包括纳米级二氧化硅，所述壳聚糖与所述纳米级二氧化硅的质量比为3:(1-3)，配制所述悬浊液的分散剂为体积分数1-5％的醋酸溶液，所述壳聚糖与所述醋酸溶液的用量比为(20-25)mg:1mL。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述醋酸溶液中预先加入炭黑并分散均匀，所述炭黑与所述醋酸溶液的用量比为2mg:(1-2)mL。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述两种金属的邻二氮菲络合物的体积比为1:1，所述两种金属为Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru中的任意两种，所述壳聚糖与所述邻二氮菲络合物的用量比为1mg:(2.5-3)μL。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述热处理操作在惰性环境下进行，所述热处理操作包括按照5℃/min的速率进行升温和降温的过程，以及在所述升温和所述降温过程之间的保温过程，所述保温过程为在460-500℃保温1-3h。

8.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述除去造孔剂为用NaOH溶液处理。

9.权利要求1所述的双金属单原子催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂应用于催化析氧反应。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述催化剂用于对碱性海水进行催化析氧反应。