本發明公開了一種單原子催化劑及其制備方法與應用。所述制備方法包括:對作為前驅體的富含氮和碳的有機物進行高溫聚合反應,制得塊體氮化碳材料,之后進行剝離處理,獲得氮化碳超薄納米片;使包含所述氮化碳超薄納米片、過渡金屬源和溶劑的水熱反應體系進行水熱反應,制得過渡金屬氧化物/氮化碳復合材料;以及,對所述過渡金屬氧化物/氮化碳復合材料進行煅燒、刻蝕處理,獲得單原子催化劑。本發明通過在氮化碳超薄納米片負載過渡金屬單原子,并進一步通過氨化處理,大大提高了單原子催化劑的固氮性能,產氨效率可達675μmol·g?1h?1。
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