一种高负载量过渡金属单原子碳基催化剂的制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种高负载量过渡金属单原子碳基催化剂的制备方法及其应用，属于新材料领域。以铁负载为例，通过水热合成法合成特殊晶面暴露的氧化锌，然后将氧化锌与一定浓度的硝酸铁溶液进行浸渍处理，得到含铁的氧化锌模板。将该模板与2‑甲基咪唑按一定比例进行高温反应，得到碳基催化剂。该碳基催化剂可以应用于电催化还原二氧化碳制备一氧化碳。本发明通过调节水热条件控制氧化锌模板的暴露特殊晶面不仅可以有效控制铁原子在浸渍过程中的分散，而且同时可以促进氧化锌与2‑甲基咪唑在高温下的反应速率，有利于铁原子在碳基上的单原子状态分散。所得碳基催化剂可以在低电压下就能实现二氧化碳的定向催化还原，表现出优异的选择性与稳定性。