[发明专利]一种可批量化放大的贵金属原子级分散的电化学催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种可批量化放大的贵金属原子级分散的电化学催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)有机骨架结构材料的制备；

2)将有机骨架结构材料和贵金属离子的鳌合；

3)含分解型造孔剂的贵金属大环有机物前驱体混合物溶液的制备；

4)贵金属大环有机物前驱体混合物溶液的水热晶化处理，得到贵金属大环有机物前驱体粉末的工序；

5)贵金属大环有机物前驱体粉末的进一步热解还原和碳化一体化的工序；

步骤1) 中，在离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的作用下，大环有机分子结合和反应，形成稳定有机骨架结构材料，离子表面活性剂占有机物投料比的3~ 15%，用于形成有机骨架的大环有机分子包括三种，一是具有亲核、亲电加成官能团的大环有机物I，为单宁酸；二是具有杂环结构，易于发生亲核、亲电反应的大环有机物II，为咪唑；三是多羟基官能团大环有机物III，为抗坏血酸，大环有机物I、II、III质量比例范围为1~4：1~4：1，占总有机物加入量的80~97%；所述的大环有机分子结合和反应的温度范围为90~140℃，反应时间为0.5h~3.5h；

步骤2)中，向含有机骨架结构材料的溶液中加入含贵金属离子氯铂酸的稀溶液，使有机骨架结构材料和贵金属离子充分鳌合，贵金属鳌合反应温度为90~140℃，反应时间为0.5h~3.5h，氯铂酸溶液的浓度为0.005~0.15mol/L；

步骤3) 中，加入缓释pH调节剂，调节体系pH值6-9，调节pH后反应时间为0.5h~3.5h，反应温度为90~140℃；加入造孔剂ZnCl₂，在体系中均匀分散，反应温度90~140℃，反应时间0.5h~3.5h，造孔剂占加入物总量的20~45%，加入物包括除溶剂外的所有加入成分；经前驱体共同沉降，获得贵金属大环有机物前驱体混合物；

步骤4) 所述的水热晶化处理中，前驱体生长和陈化反应温度90~140℃，反应时间10~48h，水热晶化处理后，进行干燥处理，所述的干燥处理温度为60~100℃，时间为6~16h；

步骤5) 所述的进一步热解还原和碳化一体化处理的温度为600~1000℃，时间为0.5~4h，前驱体粉末进一步热解还原和碳化一体化时处理的气氛为中性或还原性气体中的一种或几种；升温速度为1℃/min~ 15℃/ min；保护气流速80~400 sccm/min。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：pH调节剂包括尿素、柠檬酸钾、碳酸铵、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、硫代硫酸钠、碳酸氢铵、二亚乙基三胺、苯胺、三亚乙基四胺、乙二胺、1，10-邻二氮杂菲或2,2’-联吡啶中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1或2所述的方法制得的催化剂，其中，所述催化剂表面元素分析：碳原子百分比82~91%(atomic)，N占 1.5~5%(atomic)；O元素原子百分比2~6%；表面Pt占0.3~4%(atomic)， Zn占0.5~6%(atomic)； 体相贵金属总载量1～20%，金属粒径尺寸2~4nm；所述催化剂结构主要以球形为主。