本发明公开了一种氮掺杂超薄碳纳米片负载的单原子催化剂及其制备方法与应用。该单原子催化剂以氮掺杂超薄碳纳米片为载体，金属负载量可调，制备方法简单易行，具有很好的重现性，且适用于多种金属(如：Co，Fe，Ni，Cu，Mn等)。其技术方案包括如下步骤：(1)将金属盐与配体形成的配合物吸附于g‑C 3 N 4 上；(2)在前述得到的复合物外包覆一层多巴胺聚合物；(3)将前述包覆后的材料在惰性气氛中进行高温处理，即得到负载于氮掺杂超薄碳纳米片上的金属单原子催化剂。由前述方法制备的钴单原子催化剂在硝基苯氢转移反应中表现出优异的活性与选择性，在相似反应条件下该催化剂的TOF值为文献报道最佳结果的20倍，极具应用前景。

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