1.一種以石墨烯為襯底的金屬單原子二維材料的制備方法,其特征是,包括以下步驟:
(1)將金屬A的水溶性鹽和金屬B的水溶性鹽分別用去離子水溶解配制成溶液,然后將兩種溶液加入到氧化石墨烯水溶液中,室溫攪拌、吸附0.5~1h后,離心,去上清液,固體再用去離子水洗滌1~3次后,得到吸附有兩種金屬離子的氧化石墨烯;其中,所述金屬A為Pt、Pd、Au、Ir、Ag、Rh、Os、Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Ti、Sc、Zn、Ga、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Cd、In、Sn、Hf、Ta、W、Bi、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Tl、Pb或Cu中的任意一種,所述金屬B為Li、Na、K、Rb、Cs、Ba或Sr中的任意一種;
(2)向吸附有兩種金屬離子的氧化石墨烯中加入礦化劑,使吸附在氧化石墨烯表面的金屬A離子礦化,將礦化后的溶液離心,去上清液,固體再用去離子水洗滌1~3次,除去金屬B離子;
(3)將步驟(2)中除去金屬B離子的氧化石墨烯分散于去離子水中,然后加入包裹劑進行包裹;
(4)將步驟(3)中包裹后的氧化石墨烯分散于去離子水中,并將其冷凍,再將冷凍后的產品置于冷凍干燥機中,除去水分,然后在還原性氣氛下退火,最終得到以石墨烯為襯底的金屬單原子二維材料。
2.根據權利要求1所述的以石墨烯為襯底的金屬單原子二維材料的制備方法,其特征是,所述步驟(1)中,金屬A的水溶性鹽、金屬B的水溶性鹽和氧化石墨烯的計量比為1mol∶1~3.5mol∶20~35g。
3.根據權利要求1所述的以石墨烯為襯底的金屬單原子二維材料的制備方法,其特征是,所述步驟(2)中的礦化劑為堿性溶液。
4.根據權利要求1或3所述的以石墨烯為襯底的金屬單原子二維材料的制備方法,其特征是,所述步驟(2)中的礦化劑為LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、Ba(OH)2、Sr(OH)2或NH3?H2O 中任意一種的水溶液。
5.根據權利要求1所述的以石墨烯為襯底的金屬單原子二維材料的制備方法,其特征是,所述步驟(3)中的包裹劑為鈦的水溶性鹽溶液、鉭的水溶性鹽溶液或鋁的水溶性鹽溶液。
6.根據權利要求1所述的以石墨烯為襯底的金屬單原子二維材料的制備方法,其特征是,所述步驟(4)中的還原性氣氛是氫氣、氨氣或者是氫氣與惰性氣體的混合氣。
7.根據權利要求1所述的以石墨烯為襯底的金屬單原子二維材料的制備方法,其特征是,所述步驟(4)中的退火條件為:先升溫至120℃,保溫2h,再經18~20min升溫至300℃,并保溫2h,之后自然冷卻至室溫。
8.一種由權利要求1~7中任意一項所述的制備方法制得的以石墨烯為襯底的金屬單原子二維材料,其特征在于,所述的以石墨烯為襯底的金屬單原子二維材料呈片狀。
9.一種權利要求8所述的以石墨烯為襯底的金屬單原子二維材料在離子電池、電催化、光催化、氣體催化、電子技術、氣敏領域中的應用。