[发明专利]一种氮掺杂碳负载金属单原子催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种氮掺杂碳负载金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，由以下步骤制备：

(1)将金属盐、聚乙烯吡咯烷酮和尿素按一定比例混合均匀后，在160-240℃条件下加热聚合至完全形成固态后，自然冷却至室温，得前驱体；

(2)将步骤(1)所得前驱体，在程序控温和惰性气体保护下升温至800-1000℃热解，然后自然冷却至室温，获得氮掺杂碳负载金属单原子催化剂；

所述步骤(1)中金属盐不包括为铂盐、钯盐、铱盐、钌盐、铑盐。

2.根据权利要求1所述的氮掺杂碳负载金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述的金属盐包括铁盐、钴盐、铜盐、镍盐、锰盐、钨盐。

3.根据权利要求1所述的氮掺杂碳负载金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所使用的金属盐为金属乙酸盐、金属氯化物、金属硝酸盐、金属乙酰丙酮化合物中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的氮掺杂碳负载金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所使用的金属盐为乙酸钴、氯化钴、硝酸钴、乙酰丙酮钴中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的氮掺杂碳负载金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚乙烯吡咯烷酮与尿素的质量比例在1:5-1:30，聚乙烯吡咯烷酮中单体的摩尔量是金属盐的8倍以上。

6.根据权利要求1所述的氮掺杂碳负载金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中加热时间在2-8h，所述步骤(2)中程序升温速率为1-5℃/min；热解时间为1-4h。

7.根据权利要求1所述的氮掺杂碳负载金属单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中所使用的惰性气体为氮气、氩气、氦气中的一种或混合气体。

8.根据权利要求1所述的氮掺杂碳负载金属单原子催化剂及其制备方法的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中加热温度为200-220℃，所述步骤(2)中程序升温速率为2-3℃/min，所述热解时间为2h，所述惰性气体为氮气。

9.按照权利要求1-8任一权利要求所述的氮掺杂碳负载金属单原子催化剂的制备方法制备得到氮掺杂碳负载金属单原子催化剂。