1.一种单原子/纳米团簇比例可控的负载型贵金属催化剂的制备方法,其特征在于,催化剂中活性组分贵金属以单原子和纳米团簇的形态共存,且单原子/纳米团簇比例可控,包括以下步骤:
1)将贵金属M的前驱体溶解于去离子水中,再加入有机络合剂,搅拌络合反应,得到贵金属M前驱体络合物溶液;
步骤1)中所述有机络合剂为乙二胺、乙二胺四乙酸钠、三乙胺、单乙醇胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺中的至少一种;
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步骤1)中,有机络合剂的摩尔量是贵金属M前驱体摩尔量的(5 20)× 10倍;
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2)向步骤1)溶液中加入载体,充分搅拌使络合物负载于载体上,然后过滤、干燥,所得固体产物放置在焦耳超快加热装置中于H2气氛中进行快速热冲击制得单原子催化剂;
步骤2)中快速热冲击是通过焦耳超快加热,于500毫秒内快速升温至热处理温度500 ~
800 ℃,热处理时间为10 60 s,然后自然降到室温;
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3)再通过溶胶浸渍法将贵金属M纳米团簇溶胶负载在步骤2)所述单原子催化剂上,得到贵金属M的单原子和纳米团簇共存的催化剂;
其中所述贵金属M为Pt、Rh、Ir、Ru、Pd中的至少一种;
催化剂中贵金属M的单原子摩尔量占贵金属M的单原子和纳米团簇两者总量的10 ~
90%;
催化剂中贵金属M的负载量为0.1 1%。
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2.如权利要求1所述的一种单原子/纳米团簇比例可控的负载型贵金属催化剂的制备方法,其特征在于,步骤1)搅拌络合反应的温度是室温,反应时间是1 5 h。
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3.如权利要求1所述的一种单原子/纳米团簇比例可控的负载型贵金属催化剂的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述载体为金属氧化物或碳载体,金属氧化物为CeO2、TiO2、MnO2、FeOx中的至少一种,碳载体为活性炭、碳纳米管中的至少一种,步骤2)搅拌时间是2 ~
10 h。
4.如权利要求3所述的一种单原子/纳米团簇比例可控的负载型贵金属催化剂的制备方法,其特征在于,载体为CeO2或TiO2。
5.如权利要求1所述的一种单原子/纳米团簇比例可控的负载型贵金属催化剂的制备方法,其特征在于,所述热处理温度为550 650 ℃,热处理时间为20 60 s。
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6.如权利要求1所述的一种单原子/纳米团簇比例可控的负载型贵金属催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤3)的具体步骤为:将贵金属M的纳米团簇溶胶用乙二醇稀释,所得溶液滴加到单原子催化剂中,边滴加边搅拌均匀;然后在室温下浸渍10 20 h,随后将样~品在真空烘箱中干燥,即制得贵金属M的单原子和纳米团簇共存的催化剂。
7.如权利要求1所述的一种单原子/纳米团簇比例可控的负载型贵金属催化剂的制备方法,其特征在于,催化剂中贵金属M的单原子摩尔量占贵金属M的单原子和纳米团簇两者总量的10 50%。
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8.如权利要求7所述的一种单原子/纳米团簇比例可控的负载型贵金属催化剂的制备方法,其特征在于,催化剂中贵金属M的单原子摩尔量占贵金属M的单原子和纳米团簇两者总量的10 30%。
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9.如权利要求1所述的一种单原子/纳米团簇比例可控的负载型贵金属催化剂的制备方法,其特征在于,催化剂中贵金属M的负载量为0.1 0.5%。
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10.如权利要求1‑9任一所述制备方法制备的一种单原子/纳米团簇比例可控的负载型贵金属催化剂。
11.如权利要求10所述的一种单原子/纳米团簇比例可控的负载型贵金属催化剂在催化CO氧化反应中的应用。