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专利号: 202110399921X
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-08-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种碳负载多元单原子金属催化剂,其特征在于:其中载体碳是纳米碳球,为多孔碳或石墨烯中的一种;其中多元单原子包含一种或多种贵金属、以及一种或多种非贵金属的单原子,其中各金属单原子均匀的分散在载体纳米碳球表面;其中贵金属选自Pt、Au或Pd,非贵金属选自Co、Fe、Mn、Cu或Ni。

2.根据权利要求1所述一种碳负载多元单原子金属催化剂,其特征在于:所述碳负载多元单原子金属催化剂中,贵金属单原子和非贵金属单原子的摩尔比范围为 1:3‑3:1。

3.根据权利要求2所述一种碳负载多元单原子金属催化剂,其特征在于:所述碳负载多元单原子金属催化剂中,各金属单原子的摩尔比范围为1:1。

4.根据权利要求3所述一种碳负载多元单原子金属催化剂,其特征在于:所述碳负载多元单原子金属催化剂中,单原子金属包含Pt、Au、Pd、Co、Fe、Mn、Cu和Ni,且各金属的摩尔比为1:1:1:1:1:1:1:1。

5.制备权利要求1 4任一项所述一种碳负载多元单原子金属催化剂的方法,其特征在~

于,包括如下步骤:

将一种或多种贵金属盐、以及一种或多种非贵金属盐混合后加入到无水乙醇中,搅拌溶解得到金属前驱体溶液;

2)将步骤1)的金属前驱体溶液与碳粉混合,超声分散,再磁力搅拌得到混合浆料;碳粉为石墨烯或者多孔碳的纳米碳球;

将步骤2)的混合浆料均匀涂布在碳布上,干燥碳布,得到载有多元前驱体盐的碳布;

4)将载有多元前驱体盐的碳布的夹持夹具上,对碳布施加瞬时阶梯电流,在空气气氛下瞬时通电产生的焦耳热使纳米碳球在通电后发生石墨化并形成极细的本征缺陷,同时,负载在纳米碳球表面的多元前驱体盐快速分解形成多元的单原子金属,并被纳米碳球上的纳米缺陷瞬间固定,即在碳布形成了所述碳负载多元单原子催化剂;将其从碳布上刮下即可。

6.根据权利要求5所述一种碳负载多元单原子金属催化剂的制备方法,其特征在于:其中步骤1)中的所述贵金属选自Pt、Au或Pd,非贵金属选自Co、Fe、Mn、Cu或Ni,贵金属盐指氯铂酸、氯金酸或氯化钯,非贵金属盐为Co、Fe、Mn、Cu或Ni的氯盐。

7. 根据权利要求5所述一种碳负载多元单原子金属催化剂的制备方法,其特征在于:步骤1)获得的金属前驱体溶液的浓度为0.005‑0.05M;贵金属单原子和非贵金属单原子的摩尔比范围为 1:3‑3:1。

8.根据权利要求5所述一种碳负载多元单原子金属催化剂的制备方法,其特征在于:步骤2)中金属前驱体溶液与碳粉按照质量比1:19‑1:4混合,超声分散3‑6小时,磁力搅拌12‑

24小时得到混合浆料。

9. 根据权利要求5所述一种碳负载多元单原子金属催化剂的制备方法,其特征在于:步骤4)中对碳布施加瞬时阶梯电流为不多于10次施加瞬时电流,电流大小5‑10 A,电压为

17‑20 V,单次通电时长60 mS。

10.根据权利要求1‑4任一项所述一种碳载多元单原子金属催化剂的应用,其特征在于,所述催化剂应用于燃料电池中催化氧还原反应。