[发明专利]一种双金属离子掺杂碳量子点催化剂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种双金属离子掺杂碳量子点催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：利用柠檬酸钠作为前驱体碳源，尿素作为氮源，金属盐作为催化活性金属源，通过水热反应一步得到所述双金属离子掺杂碳量子点催化剂。

2.根据权利要求1所述的双金属离子掺杂碳量子点催化剂的制备方法，其特征在于，所述金属盐中的金属选自铁、镍、钴、锌、铜、锰、钼、铯、铂、钌；金属盐选自上述金属的硝酸盐、氯化盐、硫酸盐、乙酸盐。

3.根据权利要求2所述的双金属离子掺杂碳量子点催化剂的制备方法，其特征在于，所述金属盐选自硝酸铁、硝酸镍、硝酸钴、硝酸锌、硝酸铜、硝酸锰、硝酸钼、硝酸铯、氯化铂、氯化钌。

4.根据权利要求1所述的双金属离子掺杂碳量子点催化剂的制备方法，其特征在于，所述双金属离子掺杂碳量子点催化剂的制备方法包括以下步骤：

将摩尔比为(0.125～8):1的柠檬酸钠和尿素溶于去离子水中，去离子水的加入量为20～100mL，同时加入两种不同的金属盐溶液各0.1～1mL，所述金属盐溶液的浓度为50～150gL^–1，两种不同的金属盐的摩尔比为(0.25～4):1，室温下搅拌5～20min得到澄清透明溶液；柠檬酸钠与两种不同的金属盐总量的摩尔比为(20～150):1；

将上述溶液转入水热反应釜中，温度为120～200℃的条件下反应2～12h，冷却到室温，将所得黑色溶液离心，取上清液，获得所述双金属离子掺杂碳量子点催化剂水溶液。

5.根据权利要求4所述的双金属离子掺杂碳量子点催化剂的制备方法，其特征在于，所述双金属离子掺杂碳量子点催化剂水溶液的固含量为15-50g/L。

6.一种利用权利要求1至5任一项所述的方法制备的双金属离子掺杂碳量子点催化剂制备双金属掺杂碳量子点电催化剂的方法。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将所述双金属离子掺杂碳量子点催化剂水溶液直接涂覆在亲水碳纸上，自然风干后直接得到催化剂工作电极；采用三电极体系，银/氯化银电极作为参比电极，铂片电极作为对电极，在氢氧化钾溶液中进行电化学循环伏安法原位活化，得到所述双金属掺杂碳量子点电催化剂。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述双金属离子掺杂碳量子点催化剂的负载量为0.1–2L/m²。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述氢氧化钾溶液浓度为0.1-1mol L^–1，循环伏安法扫描电压范围为0V––1V；扫描速率为10–100mV s^–1；循环次数为10–100圈。