葡萄糖衍生氮掺杂纳米炭球负载单原子铜催化剂—催化剂制备12

首先使用水热法合成了纳米尺寸的碳质球体。通常，葡萄糖溶液（89.0 g 葡萄糖，250.0 mL 去离子水）在 180 ℃下水热处理 5 小时。然后，棕色产物用去离子水和乙醇洗涤，并在80 ℃下干燥6小时。得到的纳米级碳质球体记为CS。最后，干燥后的 CS 进行 KOH 活化（与KOH混合在 900 ℃热处理 2 小时，在 Ar 气氛下，5 ℃/min）。碳质球/KOH的重量比为2/1。所得产物表示为纳米炭球(CNS)。

在超声条件下将 20 mL 0.05 M CuCl₂ 溶液加入 20 mL 2.5 mg/mL 活化的 CNS 悬浮液中。然后将混合物剧烈搅拌 12 小时，以允许金属阳离子在碳空位中吸附和结合。随后通过萃取过滤收集样品，指定为活化的 CNS-Cu²⁺，然后在真空烘箱中在 60 °C 下干燥。为了最大限度地减少铜离子的水解，在萃取过滤过程中使用稀释的 HCl (0.1 M) 和 Milli-Q 水作为洗涤液。

将重量比为 1:10 的 CNS-Cu²⁺ 粉末和尿素的混合物研磨成均匀的前驱体。随后在Ar 氛围下在 900 °C 下热解处理 1 小时（加热速率：10 °C/min）以获得最终催化剂，标记为 Cu-SAs@N-CNS（氮掺杂纳米炭球负载单原子铜催化剂）。

参考文献：

Zong, L.; Wu, W.; Liu, S.; Yin, H.; Chen, Y.; Liu, C.;Fan, K.; Zhao, X.; Chen, X.; Wang, F.; Yang, Y.; Wang, L.; Feng, S.,Metal-free, active nitrogen-enriched, efficient bifunctional oxygenelectrocatalyst for ultrastable zinc-air batteries. Energy Storage Materials 2020, 27, 514-521. DOI: 10.1016/j.ensm.2019.12.013

Zong, L.; Fan, K.; Wu, W.; Cui, L.; Zhang, L.;Johannessen, B.; Qi, D.; Yin, H.; Wang, Y.; Liu, P.; Wang, L.; Zhao, H.,Anchoring Single Copper Atoms to Microporous Carbon Spheres as High‐PerformanceElectrocatalyst for Oxygen Reduction Reaction. Advanced Functional Materials 2021, 2104864. DOI: 10.1002/adfm.202104864