[发明专利]一种Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体电催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体电催化剂，其特征在于，是由富氮碳基体作为材料基底，Ni/Cu双金属单原子锚定在富氮碳基体基底上，配位的Ni/Cu两种金属原子均为单原子级别，且Ni和Cu掺入量的质量比为2~5 : 1；所述的富氮碳基体粒径为微米级粉末；所述Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体电催化剂经ICP-OES元素分析测试，Ni金属重量含量在0.13~0.28%之间，Cu重量含量在0.02~0.14%之间，Ni/Cu双金属总的重量含量在0.27~0.42%。

2.如权利要求1所述的一种Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体电催化剂，其特征在于，所述富氮碳基体的制备方法包括以下步骤：于真空环境中，将2,6-二氰基吡啶、超导碳黑和无水氯化锌加入到安瓿瓶中，真空密封，之后在300~500℃温度下恒温保持35~45 h，得到黑色固体物质，所述黑色固体物质依次经水、四氢呋喃、稀盐酸和氨水洗涤，烘干，即得到所述的富氮碳基体。

3.如权利要求2所述的一种Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体电催化剂，其特征在于，2,6-二氰基吡啶、超导碳黑和无水氯化锌的质量比为1 : 0.8~1.2 : 80~120。

4.如权利要求3所述的一种Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体电催化剂，其特征在于，2,6-二氰基吡啶、超导碳黑和无水氯化锌的质量比为1 : 1 : 100。

5.如权利要求2所述的一种Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体电催化剂，其特征在于，稀盐酸的浓度为0.5~1.5 mol/L，氨水的浓度为0.5~1.5 mol/L。

6.如权利要求5所述的一种Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体电催化剂，其特征在于，稀盐酸的浓度为1 mol/L；氨水的浓度为1 mol/L。

7.如权利要求1所述的一种Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将富氮碳基体先加入到镍盐水溶液中，搅拌，过滤后煅烧得到Ni配位的富氮碳基体；

2）然后再将Ni配位的富氮碳基体加入到铜盐水溶液中，搅拌，过滤后煅烧得到Ni/Cu双金属单原子配位富氮碳基体；

3）将步骤2）最终得到材料分别用稀盐酸和蒸馏水洗干净，并在真空干燥箱中干燥，即制得所述的Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体。

8.如权利要求7所述的一种Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中镍盐水溶液浓度控制在10~30 mmol/L，镍盐为氯化镍；步骤2）中铜盐水溶液浓度控制在0.5~5 mmol/L，铜盐为氯化铜；步骤3）中稀盐酸的浓度为0.5~1.5 mmol/L。

9.如权利要求8所述的一种Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中镍盐水溶液浓度控制在20 mmol/L，步骤2）中铜盐水溶液浓度控制在1.5mmol/L，步骤3）中稀盐酸的浓度为1 mmol/L。

10.如权利要求7所述的一种Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1）和步骤2）中的搅拌过程均是在常温常压下完成，搅拌时间为8~12 h。

11.如权利要求10所述的一种Ni/Cu邻近位点双金属单原子配位富氮碳基体电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1）和步骤2）中的搅拌过程，搅拌时间均为10 h。