CN111450868B - 一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法、金属单原子材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法、金属单原子材料及其应用，使用廉价的金属盐与三聚氰胺甲醛树脂配位后一步直接合成得到单原子，合成过程仅仅用到水做溶剂，制备过程简单快速，成本低，而且安全绿色。与现有技术相比，本发明原料廉价易得，制备方法简单高效，且具有通用性，可用于各类不同金属单原子材料的制备，如Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pd、Pt、Ru和Ir中的任何一种。所得到的金属单原子材料具有良好的热稳定性和化学稳定性，可应用于各类有机反应及工业催化中。
Description
技术领域
本发明属于材料科学领域，具体涉及一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法、金属单原子材料及其应用。
背景技术
一直以来，人类对于催化剂的研究和开发、催化反应及催化机理的探索在不断的发展。纳米技术的蓬勃发展，表界面化学的深入研究，单原子催化剂合成的兴起，各类高精尖表征技术的完善使得科学家可以更加精确控制合成催化材料，更加系统的理解催化反应的机制，从而为工业催化剂的开发提供理论基础与制备思路。
金属原子分散在固体载体上的单原子催化剂是近年来催化科学的一个新前沿，受到了广泛的研究关注。传统的多相催化剂通常含有金属颗粒分布广泛的混合物，只有一小部分具有适当尺寸分布的金属颗粒可作为催化活性物质，而其他尺寸的颗粒要么是惰性的，要么可能引发不希望发生的副反应。这类催化剂的金属利用效率低，选择性差，导致金属消耗高，产品净化和废物处理繁琐、昂贵。具有明确活性位点和可调配位环境的均相催化剂对特定反应表现出良好的活性和排他性选择性。然而，诸如稳定性差和可回收性差等限制依然存在。
单原子催化剂继承了多相催化和均相催化的优点，在弥合多相催化和均相催化之间的鸿沟方面具有巨大的潜力。单原子催化剂的发展可以使金属资源得到合理利用，通过循环利用和最大限度地提高原子利用效率，促进原子经济的发展。单原子催化剂中活性中心独特的电子结构和不饱和配位环境已被证明能提高各种反应的催化活性。单原子催化剂的活性位点和几何结构的均一性显示出与其同种催化剂类似物的相似性，由于与基质的空间和电子相互作用相似，因此它们具有很大的提高选择性的潜力。此外，结构简单和同质性有助于准确识别和表征活性位点。这反过来有助于全面了解结构与催化性能之间的关系，并有助于在原子尺度上为目标反应实现合理的催化剂设计。李亚栋课题组合成了锐钛矿型TiO2(Pt1 δ+/TiO2)催化剂上负载的非均相部分带电单原子铂，该方法可以催化氢化硅加成反应，几乎完全转化，并产生排他加合物。密度泛函理论计算表明，Pt1 δ+/TiO2的非预期性质来源于活性物质的原子分散和传统纳米催化剂不具备的独特的部分正电荷Ptδ+电子结构。单原子Pt1 δ+/TiO2催化剂的制备通过回收利用和最大的原子利用效率实现了对铂的合理利用，表明了实现绿色氢化硅烷化工业的潜力。在烯烃的氢甲酰化反应中，张涛课题组以氧化锌纳米线为载体的单原子Rh催化剂与均相威尔金森催化剂(Ton≈19000)的效率相似(Ton≈40000)。HAADF-STEM和红外共化学吸附实验确定了载体上孤立的Rh原子。XPS和Xanes光谱表明，Rh的电子态几乎是金属态。这些催化剂的活性比大多数报道的多相催化剂高一到两个数量级，可以重复使用四次，而活性没有明显下降。
然而，由于高表面能，孤立的单原子很容易迁移聚集成粒子。因此，在实际合成和反应条件下，制备单原子位点催化材料和保持金属元素的原子分散性是一个挑战。质量分离软着陆和原子层沉积是制备单原子位点催化材料的两种有效方法，但高成本设备和低产量限制了大规模生产。另一个更可取的方法，从实际的角度来看，是开发湿化学合成方法制备单原子位点催化材料，由于易于操作和大规模制造的可行性。在湿化学合成方法中，通常选择单核金属种作为前体，因此，采用合成策略实现前体的原子分散和隔离，防止形成的单原子迁移和团聚是合成单原子位点催化材料的关键。陈晨等采用聚合-热解-蒸发法合成了含固定原子分散Fe-N4催化位点的N掺杂多孔炭(NPC)。该材料来源于预先设计的双金属锌/铁多聚酞菁。实验和计算表明，形成的Fe-N4位点在氧还原、氧演化和氢演化反应中表现出优越的三功能电催化性能。在含有Fe-N4催化剂的全解水和可充电锌-空气电池装置中，它表现出高效率和非凡的稳定性。
聚合-热解-蒸发法是制备金属单原子的一种通用策略，为催化应用的各种金属单原子材料的设计提供了新的思路。利用碳氮材料表面的配位基团来锚定单个金属原子已成为制备单原子催化剂的重要手段。其重要作用在于通过金属-载体的强相互作用稳定单原子以避免在催化过程中的烧结及流失；另一方面也通过金属-载体之间的电子效应来影响分子在金属上的吸脱附及活化行为，从而影响反应活性。
发明内容
本发明另一目的在于提供一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，采用廉价易得的三聚氰胺甲醛树脂作为前驱体，利用配位作用，高温热解可控得到各种不同金属单原子材料，实现金属单原子材料合成的通用性和实用性，降低制备成本。
本发明另一目的在于提供金属单原子材料，采用上述方法制备得到。
本发明还有一个目的在于提供金属单原子材料作为催化剂的应用。
本发明具体技术方案：
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
1)将三聚氰胺和甲醛水溶液混合，加热搅拌反应，得到三聚氰胺甲醛预聚物；
2)将金属盐水溶液加入到步骤1)所得三聚氰胺甲醛预聚物中，加热搅拌反应，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体；
3)将步骤2)所得到的产物高温煅烧热解，得到碳氮载体锚定的金属单原子材料。
步骤1)中所述甲醛水溶液质量浓度为35-40％，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3-4。
步骤1)中所述加热搅拌反应为：反应温度为80-100℃；搅拌速率为1000-1500转/分钟，搅拌反应1-3小时。
进一步的，步骤2)中所述金属盐水溶液采用逐滴加入的方式加入到步骤1)所得三聚氰胺甲醛预聚物中。
步骤2)中金属盐水溶液中的金属盐和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:10-100。
步骤2)中所述加热搅拌反应是指：反应温度为80-100℃；搅拌速率为1000-1500转/分钟，搅拌反应10-12h。
步骤2)中，搅拌反应结束后，将所得到的固体采用离心的方式分离，产物用水洗涤，然后在25-50℃的真空烘箱中干燥10-12小时，研磨5-10分钟，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末。
步骤2)中所述金属盐为Mn(NO3)2、Fe(NO3)3、Co(NO3)2、Ni(NO3)2、Cu(NO3)2、Na2PdCl4、K2PtCl6、RuCl3或IrCl4中的任意一种。
步骤2)中，所述金属盐水溶液浓度为0.001-0.1g/mL。
步骤3)中，所述高温煅烧热解在氩气或氮气氛围中进行。
步骤3)中，所述高温煅烧热解温度为600-800℃，煅烧时间为2-4h。
进一步的，步骤3)中，以升温速率为2℃/分钟升温到高温煅烧热解温度。
本发明提供的金属单原子材料，采用上述方法制备得到。
本发明提供的金属单原子材料作为催化剂的应用。
优选的，金属单原子材料作为催化剂在苯甲醇氧化反应的应用。
具体应用方法为：在反应瓶中加入本发明制备的单原子Mn催化剂0.5g，苯甲醇1.15mL，30％的过氧化氢水溶液5.6mL，苯甲醇与过氧化氢水溶液中的过氧化氢摩尔比为1:5，反应温度为60℃，搅拌速率为1000转/分钟，反应时间为12h。反应结束后，用气相色谱法分析苯甲醇氧化生成苯甲醛的产率。
本发明使用廉价的金属盐与三聚氰胺甲醛树脂配位后一步直接合成得到单原子，合成过程仅仅用到水做溶剂，制备过程简单快速，成本低，而且安全绿色。
本发明所提出的利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，其优点是：制备碳氮载体的原料三聚氰胺甲醛树脂廉价易得，较好的降低制备成本。制备方法简单高效，且具有通用性，可用于各类不同金属单原子材料的制备，如Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pd、Pt、Ru和Ir中的任何一种。本发明中，三聚氰胺甲醛树脂具有丰富的氮原子，与金属盐的配位可以有效地锚定单个金属原子，通过在高温条件下的热解作用，氮原子提供电子给金属离子，得到部分还原的金属单原子。由于该单原子材料经过高温条件下热解产生，并且所形成的金属单原子仍牢固地与载体中的氮配位，因此所得到的金属单原子材料具有良好的热稳定性和化学稳定性，可应用于各类有机反应及工业催化中。而且，本发明所得到的单原子Mn材料在苯甲醇氧化反应中体现出金属单原子的独特优势和性能，以接近10的产率生成产物苯甲醛，并且可以循环使用10次都没有发现明显的性能的衰减。
附图说明
图1是本发明方法制备的各种金属单原子材料的X射线粉末衍射图谱。
图2是本发明方法制备的各种金属单原子材料的透射电镜照片。
图3是本发明方法制备的各种金属单原子材料的球差矫正电镜照片。
图4是本发明方法制备的Mn单原子材料在苯甲醇氧化反应中的催化活性和稳定性。
具体实施方式
实施例1
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Mn单原子材料的制备：
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时，至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.01g/mL的Mn(NO3)2水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Mn(NO3)2水溶液中的Mn(NO3)2和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:100，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时；将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到700℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Mn单原子材料。
实施例2
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Mn单原子材料的制备：
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.01g/mL的Mn(NO3)2水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Mn(NO3)2水溶液中的Mn(NO3)2和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:100，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到800℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Mn单原子材料。
实施例3
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Mn单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.1g/mL的Mn(NO3)2水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Mn(NO3)2水溶液中的Mn(NO3)2和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:10，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为100℃；搅拌速率为1500转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到800℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Mn单原子材料。
实施例4
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Fe单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.01g/mL的Fe(NO3)3水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Fe(NO3)3水溶液中的Fe(NO3)3和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:100，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到700℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Fe单原子材料。
实施例5
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Fe单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.01g/mL的Fe(NO3)3水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Fe(NO3)3水溶液中的Fe(NO3)3和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:100，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到800℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Fe单原子材料。
实施例6
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Fe单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.1g/mL的Fe(NO3)3水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Fe(NO3)3水溶液中的Fe(NO3)3和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:10，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为100℃；搅拌速率为1500转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到800℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Fe单原子材料。
实施例7
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Co单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.01g/mL的Co(NO3)2水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Co(NO3)2水溶液中的Co(NO3)2和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:100，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到700℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Co单原子材料。
实施例8
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Co单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.01g/mL的Co(NO3)2水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Co(NO3)2水溶液中的Co(NO3)2和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:100，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到800℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Co单原子材料。
实施例9
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Co单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.1g/mL的Co(NO3)2水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Co(NO3)2水溶液中的Co(NO3)2和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:10，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为100℃；搅拌速率为1500转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到800℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Co单原子材料。
实施例10
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Ni单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.01g/mL的Ni(NO3)2水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Ni(NO3)2水溶液中Ni(NO3)2和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:100，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到700℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Ni单原子材料。
实施例11
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Ni单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.01g/mL的Ni(NO3)2水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Ni(NO3)2水溶液中Ni(NO3)2和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:100，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到800℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Ni单原子材料。
实施例12
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Ni单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.1g/mL的Ni(NO3)2水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Ni(NO3)2水溶液中Ni(NO3)2和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:10，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为100℃；搅拌速率为1500转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到800℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Ni单原子材料。
实施例13
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Cu单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.01g/mL的Cu(NO3)2水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Cu(NO3)2水溶液中Cu(NO3)2与三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:100，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到700℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Cu单原子材料。
实施例14
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Cu单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.01g/mL的Cu(NO3)2水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Cu(NO3)2水溶液中Cu(NO3)2与三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:100，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到800℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Cu单原子材料。
实施例15
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Cu单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.1g/mL的Cu(NO3)2水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Cu(NO3)2水溶液中Cu(NO3)2与三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:10，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为100℃；搅拌速率为1500转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到800℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Cu单原子材料。
实施例16
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Pd单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.002g/mL的Na2PdCl4水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Na2PdCl4水溶液中Na2PdCl4和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:500，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到600℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Pd单原子材料。
实施例17
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Pd单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.005g/mL的Na2PdCl4水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Na2PdCl4水溶液中Na2PdCl4和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:200，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为100℃；搅拌速率为1500转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到600℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Pd单原子材料。
实施例18
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Pd单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.002g/mL的Na2PdCl4水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，Na2PdCl4水溶液中Na2PdCl4和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:500，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到700℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Pd单原子材料。
实施例19
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Pt单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.002g/mL的K2PtCl6水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，K2PtCl6水溶液中K2PtCl6和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:500，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到600℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Pt单原子材料。
实施例20
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Pt单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.005g/mL的K2PtCl6水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，K2PtCl6水溶液中K2PtCl6和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:200，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为100℃；搅拌速率为1500转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到600℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Pt单原子材料。
实施例21
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Pt单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.002g/mL的K2PtCl6水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，K2PtCl6水溶液中K2PtCl6和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:500，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到700℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Pt单原子材料。
实施例22
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Ru单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.002g/mL的RuCl3水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，RuCl3水溶液中RuCl3和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:500，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到600℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Ru单原子材料。
实施例23
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Ru单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.005g/mL的RuCl3水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，RuCl3水溶液中RuCl3和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:200，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为100℃；搅拌速率为1500转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到600℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Ru单原子材料。
实施例24
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Ru单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.002g/mL的RuCl3水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，RuCl3水溶液中RuCl3和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:500，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到700℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Ru单原子材料。
实施例25
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Ir单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.002g/mL的IrCl4水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，IrCl4水溶液中IrCl4和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:500，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到600℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Ir单原子材料。
实施例26
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Ir单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.005g/mL的IrCl4水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，IrCl4水溶液中IrCl4和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:200，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为100℃；搅拌速率为1500转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到600℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Ir单原子材料。
实施例27
一种利用三聚氰胺甲醛树脂制备金属单原子材料的方法，包括以下步骤：
Ir单原子材料的制备
1)将三聚氰胺粉末加入到35％的甲醛水溶液中搅拌均匀，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3，搅拌速率为1000转每分钟，升温至80℃反应，时间为1小时至反应液变成澄清透明就形成了三聚氰胺甲醛预聚物。
2)将配置好的浓度为0.002g/mL的IrCl4水溶液逐滴加入到步骤1)制备的三聚氰胺甲醛预聚物中，IrCl4水溶液中IrCl4和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:500，可以观察到明显的絮状固体生成，待滴加完毕再搅拌反应12小时，反应温度为80℃；搅拌速率为1000转/分钟，将反应混合物以5000转/分钟离心分离，得到的固体用水洗涤三次，置于真空烘箱中在50℃条件下干燥12小时。将干燥得到的固体研磨成粉末得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末；
3)将金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体粉末均匀地铺在瓷舟里，置于管式炉中，以50ml/分钟的氩气流速保护，以2℃/分钟的升温速率升到700℃，高温煅烧热解2小时后得到黑色粉末即为Ir单原子材料。
图1是本发明方法制备的各种金属单原子材料的X射线粉末衍射图谱。由图1可知，所得到的各种金属单原子材料均没有出现相应的金属纳米颗粒特征衍射峰，本发明可以高效地得到各种不同种类的金属单原子材料。
图2是本发明方法制备的各种金属单原子材料的透射电镜照片。由图2可知，所得到的各种金属单原子材料均没有出现明显的金属纳米颗粒，利用三聚氰胺甲醛树脂的配位作用通过热解可以得到各种不同种类的金属单原子材料。
图3是本发明方法制备的各种金属单原子材料的球差矫正电镜照片。由图3可知，所得到的各种金属单原子材料中的金属物种均呈现单原子分布状态。
实施例28
金属单原子材料作为催化剂的应用：
利用实施例1-实施例3制备的单原子Mn材料作为催化剂在苯甲醇氧化反应中的应用，具体为：
在反应瓶中加入单原子Mn催化剂0.5g，苯甲醇1.15mL，30％的过氧化氢水溶液5.6mL，苯甲醇与过氧化氢水溶液中的过氧化氢摩尔比为1:5，反应温度为60℃，搅拌速率为1000转/分钟，反应时间为12h。反应结束后，用气相色谱法分析苯甲醇氧化生成苯甲醛的产率。
图4是本发明方法制备的Mn单原子材料在苯甲醇氧化反应中的催化活性和稳定性。由图4可知，实施例1中所得到的Mn单原子性能最差，实施例3所得到的所得到的Mn单原子材料较好，实施例2所得到的Mn单原子材料可以以接近100％的产率生成产物苯甲醛，并且可以循环使用10次都没有发现明显的性能的衰减。因此单原子Mn材料在苯甲醇氧化反应中体现出金属单原子的独特优势和性能。
由上述实施例结果可知，利用廉价易得的三聚氰胺甲醛树脂作为合成碳氮载体的前驱物，通过与金属离子的配位作用，经高温热解可以简单且高效地制备各类金属单原子材料。所得到的材料具有良好的热稳定性及化学稳定性，其金属载量可以通过改变金属盐溶液的浓度来调控。根据本发明所得到的金属单原子材料可以广泛的应用于有机反应及工业催化领域。
Claims (1)
1.一种碳氮载体锚定的金属单原子材料作为催化剂在苯甲醇氧化反应中的应用，其特征在于，所述碳氮载体锚定的金属单原子材料的制备方法包括以下步骤：
1）将三聚氰胺和甲醛水溶液混合，三聚氰胺与甲醛水溶液中的甲醛的摩尔比为1：3-4，加热搅拌反应，反应温度为80-100℃，搅拌速率为1000-1500转/分钟，搅拌反应1-3小时，得到三聚氰胺甲醛预聚物；
2）将0.01g/mL的Mn(NO3)2水溶液采用逐滴加入的方式加入到步骤1）所得三聚氰胺甲醛预聚物中，Mn(NO3)2水溶液中的Mn(NO3)2和三聚氰胺甲醛预聚物摩尔比为1:100，加热搅拌反应，反应温度为80-100oC，搅拌速率为1000-1500转/分钟，搅拌反应10-12h，得到金属盐配位的三聚氰胺甲醛树脂固体；
3）将步骤2）所得到的产物高温煅烧热解，高温煅烧热解温度为800℃，煅烧时间为2h，得到碳氮载体锚定的金属单原子材料。
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