本发明涉及化学反应设备，尤其涉及一种基于冲击波反射汇聚制备纳米碳基单原子的方法、制备纳米碳基单原子的反应装置。
背景技术：
1、单原子催化剂是指孤立的单个催化剂原子分散于适宜载体表面或者配位于适宜载体表面原子上形成的催化剂材料。由于单原子的高表面自由能，须将催化剂单原子锚固在特定载体上，抑制单原子的团聚耦合，保证其结构和性能稳定性。因此，单原子催化剂均由载体和催化剂单原子两个部分构成。
2、对于单原子催化剂的制备，相关技术中的工艺过程复杂且不可控。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于冲击波反射汇聚制备纳米碳基单原子的方法，以解决纳米碳基单原子制备复杂的技术问题。
2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、第一方面，本发明提供一种基于冲击波反射汇聚制备纳米碳基单原子的方法，包括：
4、提供一箱体、两个放电装置，其中，所述放电装置包括椭圆球冠形状的罩体以及设在所述罩体内的两个电极，两个所述电极相对设置且两个所述电极的中心连线的中点位于所述罩体的第一焦点；
5、在所述箱体中，将两个所述放电装置相对设置且两个所述罩体的第二焦点重合；将盛放含有金属离子的有机溶剂的容器放在所述第二焦点；
6、将所述箱体倒入蒸馏水至淹没所述放电装置和所述容器，密闭所述箱体；
7、通过放电电路使得两个所述放电装置的两个所述电极之间均产生冲击波，得到纳米碳基金属单原子材料。
8、根据本发明的至少一个实施方式，所述放电电路包括高压电容，所述高压电容的电压在8kv～15kv范围内连续可调。
9、根据本发明的至少一个实施方式，所述金属离子包括铁离子或铜离子。
10、根据本发明的至少一个实施方式，所述有机溶剂包括乙醇、甲醇、苯、甲苯中的一种。
11、根据本发明的至少一个实施方式，所述容器的有机溶剂的金属离子的质量分数大于或等于0.5％。
12、根据本发明的至少一个实施方式，所述容器中含有金属离子的有机溶剂包括二茂铁和苯。
13、根据本发明的至少一个实施方式，通过放电电路使得两个所述放电装置的两个所述电极之间均产生冲击波时，包括：
14、重复放电产生冲击波，重复次数为10～30次。
15、根据本发明的至少一个实施方式，通过放电电路使得两个所述放电装置的两个所述电极之间均产生冲击波之后，所述制备方法，还包括：
16、将所述容器中的悬浮液进行提纯和水洗处理，得到泥状固体，其中，所述提纯采用离心提纯，所述离心提纯的转速大于或等于8000r/min，时间大于或等于20min。
17、根据本发明的至少一个实施方式，在得到所述泥状固体之后，所述制备方法，还包括：
18、对所述泥状固体进行低温烘干，所述烘干的温度为40℃～55℃，时间大于或等于30min。
19、第二方面，本发明还提供一种制备纳米碳基单原子的反应装置，用于第一方面所述的制备纳米碳基单原子的方法。
20、本发明示例性实施例中提供的一个或多个技术方案中，至少可实现如下有益效果之一。
21、本发明示例性实施例的基于冲击波反射汇聚制备纳米碳基单原子的方法，将两个相对设置的呈椭圆球冠形状的罩体以及盛放反应样品的容器放置在水箱中，通过设置在罩体的第一焦点的两个电极瞬间放电，在箱体的蒸馏水中产生冲击波，并在罩体的反射下冲击波在罩体的第二焦点处汇聚，而两个罩体的第二焦点重合，也即两个罩体处产生的冲击波均向位于第二焦点的容器汇聚，使得具有金属离子的有机溶剂反应得到纳米碳基金属单原子材料。
22、进一步地，箱体中的冲击波汇聚点(第二焦点)远离放电区域(第一焦点附近)，从而实现液相脉冲放电制备材料时的力效应与热效应、电磁效应的解耦，有效解决电磁、热效应引起的碳颗粒生长和混合碳相生成等问题，可以制备出碳相均一、比表面积大的碳纳米材料。基于此，利用液相脉冲放电技术产生的瞬时高温高压环境，对高度分散的含有金属离子的有机溶剂，实现金属前驱体的原子化与有机碳源的同步解离重构，也即可以实现一步法制备碳纳米材料基单原子催化剂。一步法制备碳纳米材料基单原子催化剂过程中，有机溶剂可以兼具碳源、溶剂和配位剂等多种功能，简化制备工艺。
1.一种基于冲击波反射汇聚制备纳米碳基单原子的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述放电电路包括高压电容，所述高压电容的电压在8kv～15kv范围内连续可调。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属离子包括铁离子或铜离子。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂包括乙醇、甲醇、苯、甲苯中的一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述容器中的有机溶剂中的金属离子的质量分数大于或等于0.5％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述容器中含有金属离子的有机溶剂包括二茂铁和苯。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过放电电路使得两个所述放电装置的两个所述电极之间均产生冲击波时，包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过放电电路使得两个所述放电装置的两个所述电极之间均产生冲击波之后，所述制备方法，还包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在得到所述泥状固体之后，所述制备方法，还包括：
10.一种制备纳米碳基单原子的反应装置，其特征在于，用于权利要求1-9任一项所述的方法。