1.一种单原子分散的碳材料的制备方法,其特征在于,该方法包含了如下步骤:1)将卟啉环中配位了过渡金属的卟啉有机骨架与碳材料,或卟啉环中配位了过渡金属的卟啉有机骨架与聚合物形成的杂化物作为前躯体,放置于反应器中,在惰性气体的载气气氛下加热升温至400-1100℃;所述的卟啉环中配位了过渡金属的卟啉有机骨架与碳材料或卟啉环中配位了过渡金属的卟啉有机骨架与聚合物形成的杂化物是由卟啉环中配位了过渡金属的卟啉有机骨架与碳材料或卟啉环中配位了过渡金属的卟啉有机骨架与聚合物通过分子间作用力形成;其中配位了过渡金属的卟啉有机骨架为配位了过渡金属的卟啉及卟啉衍生物通过共价键连接成的有机骨架;碳材料与配位了过渡金属的卟啉有机骨架的质量比为1:0.1-1:10;聚合物与配位了过渡金属的卟啉有机骨架的质量比1:0.1-1:10;其中所述的配位了过渡金属的卟啉及卟啉衍生物的内环配位原子为Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pd、Pt、Ag与Au中的一种或几种;其中过渡金属以单原子分散的形式配位在卟啉有机骨架杂化物中作为前躯体;2)反应器达到上述温度后恒温1-48小时进行煅烧,恒温煅烧处理后停止加热并在惰性气保护下冷却至室温;3)将上述煅烧后的产物取出后进行酸处理以除去杂质,充分反应后将产物过滤洗涤,得到过渡金属单原子分散的碳材料;其中过渡金属为Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pd、Pt、Ag和Au中的一种或几种;过渡金属以单原子的存在形式分散于碳材料中。
2.根据权利要求1所述一种单原子分散的碳材料的制备方法,其特征在于,卟啉有机骨架与碳材料或卟啉有机骨架与聚合物形成的杂化物中,所述卟啉及卟啉衍生物的内环杂原子为N、O和S的一种或几种;配位原子单原子分散地配位在卟啉内环中;所述卟啉有机骨架为二维或三维结构。
3.根据权利要求2所述的一种单原子分散的碳材料的制备方法,其特征在于:所述卟啉有机骨架与碳材料或卟啉有机骨架与聚合物形成的杂化物中,所述碳材料为石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维或炭黑;所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯胺、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种单原子分散的碳材料的制备方法,其特征在于,所述单原子分散的碳材料中的过渡金属单原子与卟啉有机骨架前躯体中的配位过渡金属原子种类相同。
5.根据权利要求1所述的一种单原子分散的碳材料的制备方法,其特征在于,所述的惰性气体为氮气、氩气或氦气中的一种,惰性气体的流量为100-500mL min -1 。
6.根据权利要求1所述的一种单原子分散的碳材料的制备方法,其特征在于,所述的酸为盐酸、硫酸、硝酸、乙酸或氢氟酸的水溶液,其摩尔浓度为1-10mol L -1 。
7.根据权利要求1所述的一种单原子分散的碳材料的制备方法,其特征在于,所述酸处理过程的温度为25-100℃,反应时间为1-24小时。