一种单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115779902A(43)申请公布日2023.03.14(21)申请号202211416493.8(22)申请日2022.11.12(71)申请人华中师范大学地址430000湖北省武汉市珞喻路152号(72)发明人郭彦炳潘传奇宋思逸张碧滦徐佩艳(74)专利代理机构武汉集源知识产权代理事务所(普通合伙)42316专利代理师刘勇(51)Int.Cl.B01J23/72(2006.01)B01J35/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称一种单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开一种单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料及其制备方法，属于材料技术领域。该单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料，单原子铜锚定在石墨炔@蜂窝载体上，所述单原子铜的价态为+2价。本发明还提出一种单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料的制备方法，包括以下步骤：将石墨炔@蜂窝载体浸渍在铜盐溶液中得到所述单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料。该复合材料具有优异的催化性能，且为整体式催化剂，机械稳定性好。CN115779902ACN115779902A权利要求书1/1页1.一种单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料，其特征在于，单原子铜锚定在石墨炔@蜂窝载体上，所述单原子铜的价态为+2价。2.根据权利要求1所述的单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料，其特征在于，所述石墨炔@蜂窝载体包括石墨炔层和蜂窝载体层，所述石墨炔层位于所述蜂窝载体层的上表面，所述单原子铜锚定于所述石墨炔的炔键位点上；所述蜂窝载体层优选为碳布，金属泡沫，金属网或者活性炭。3.根据权利要求1所述的单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料，其特征在于，所述石墨炔@蜂窝载体由以下步骤制得：将蜂窝载体和石墨炔单体加入至亚铜盐氯仿溶液反应得到；所述亚铜盐氯仿溶液中的亚铜盐为醋酸亚铜、碘化亚铜、氯化亚铜、溴化亚铜、碳酸亚铜和硫酸亚铜中的一种或者多种。4.一种单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将石墨炔@蜂窝载体浸渍在铜盐溶液中得到所述单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料。5.根据权利要求4所述的单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料的制备方法，其特征在于，所述铜盐溶液为硝酸铜溶液。6.根据权利要求4所述的单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料的制备方法，其特征在于，所述浸渍的时间为4‑8h。7.根据权利要求4所述的单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料的制备方法，其特征在于，所述石墨炔@蜂窝载体由以下步骤制得：将蜂窝载体和石墨炔单体加入至亚铜盐氯仿溶液反应得到。8.根据权利要求7所述的单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料的制备方法，其特征在于，所述石墨炔@蜂窝载体由以下步骤制得：将蜂窝活性炭载体加入至亚铜盐氯仿溶液中，之后加入石墨炔单体反应得到所述石墨炔@蜂窝载体。9.根据权利要求8所述的单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料的制备方法，其特征在于，将蜂窝载体加入至亚铜盐氯仿溶液中的反应时间为2‑4h；所述亚铜盐氯仿溶液中的亚铜盐为醋酸亚铜、碘化亚铜、氯化亚铜、溴化亚铜、碳酸亚铜和硫酸亚铜中的一种或者多种。10.根据权利要求8所述的单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料的制备方法，其特征在于，将蜂窝活性炭载体加入至亚铜盐氯仿溶液中之后，还包括继续加入四甲基乙二胺溶液。2CN115779902A说明书1/4页一种单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种单原子铜/石墨炔@蜂窝载体复合材料及其制备方法。背景技术[0002]铜在自然界储量丰富、价格低廉、对环境友好且呈现多种价态，具有一些独特的物理和化学特性。Cu是位于元素周期表第三周期IB族的过渡金属，外层电子排布式为3d104s1，由于这种价电子构型易失去电子，其存在的常见价态主要为+1，+2价。在微纳米尺度合理的控制铜的电子态一直是巨大挑战。引入表面过剩电子可以阻止金属铜(0)的氧化，且可以在空气中维持数月不发生氧化，这很好的保持了铜的金属性，将在半导体及光电领域取代贵金属金和银；稳定的Cu(I)不仅可以增强反应CO的吸附，而且可以活化叠氮化物，这有效的改善了CO氧化性能和关键药物分子的合成；而稳定的Cu(II)可以增强过硫酸盐的活化,此外，在CO2的电化学还原中Cu(II)被认为是催化CO2生成高附加值的C2+产物的主要活性位点。然而，在Cu(II)基催化剂中实现Cu(II)的高稳定性还存在巨大挑战。[0003]碳材料由于价格低廉、导电性良好以及出色的化学和热稳定性等优势被广泛作为单原子催化剂的载体。碳的同素异形体呈现多种碳的杂化态(sp、sp2和sp3),如石墨烯(sp2)、碳纳米管(