[發(fā)明專利]硫化物或復(fù)合硫化物的單晶細(xì)粉及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880116096.0
• 申請日: 2008-09-12
• 公開（公告）號: CN101861284A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 神谷純生;莊辰夫;加藤幸伸;小竹登;柳澤和道;張五星
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社;國立大學(xué)法人高知大學(xué)
• 主分類號: C01G39/06
• 分類號: C01G39/06;C01G47/00;C01G55/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 林柏楠;彭飛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硫化物或復(fù)合硫化物的單晶細(xì)粉及其制備方法，所述硫化物或復(fù)合硫化物包含至少一種選自由鉬(Mo)、銠(Rh)、釕(Ru)和錸(Re)組成的組的元素。

背景技術(shù)

水熱和溶劑熱反應(yīng)已作為化合物合成方式引起關(guān)注。例如，日本專利公開(kokai)No.2005-36214A公開了在粒子生長過程中經(jīng)由在150℃至370℃下使用水作為反應(yīng)溶劑的硫離子和鋅離子的水熱反應(yīng)制備具有多重孿晶結(jié)構(gòu)和5納米至20微米平均粒徑的硫化鋅粒子的方法。

各種硫?qū)僭鼗镆炎鳛楝F(xiàn)有昂貴鉑催化劑的替代品引起關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的

本發(fā)明提供包含給定元素的硫化物或復(fù)合硫化物的單晶細(xì)粉。

實現(xiàn)該目的的方式

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，可以經(jīng)由水熱或溶劑熱反應(yīng)實現(xiàn)上述目的并完成本發(fā)明。

具體而言，本發(fā)明的第一方面涉及包含給定元素的硫化物或復(fù)合硫化物的單晶細(xì)粉，該硫化物或復(fù)合硫化物的單晶細(xì)粉包含至少一種選自由鉬(Mo)、銠(Rh)、釕(Ru)和錸(Re)組成的組的元素。

本發(fā)明的單晶細(xì)粉可以是各種構(gòu)造的，特別優(yōu)選大致球形的構(gòu)造。

本發(fā)明的單晶細(xì)粉硫化物的實例包括選自硫化鉬(Mo₂S₂、MoS₂、Mo₂S₃、MoS₃或MoS₄)、硫化銠(Rh₁₇S₁₅、Rh₉S₈、Rh₃S₄、Rh₂S₃或Rh₂S₅)、硫化釕(RuS₂)和硫化錸(ReS₂或Re₂S₇)的二元化合物。優(yōu)選復(fù)合硫化物的實例是Rh-X-S或Ru-X-S所示的三元化合物，其中X優(yōu)選是至少一種選自鉬(Mo)、鈀(Pd)、硒(Se)、硅(Si)、鉭(Ta)、碲(Te)、釷(Th)、釩(V)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、銻(Sb)和鎢(W)的元素。其中，三元化合物，即Rh-Mo-S和Ru-Mo-S是最優(yōu)選的實例。

不必限制本發(fā)明的單晶細(xì)粉的平均粒徑，平均粒徑為1納米至100納米的粉末是優(yōu)選的。

本發(fā)明的第二方面涉及制造硫化物或復(fù)合硫化物的單晶細(xì)粉的方法，該硫化物或復(fù)合硫化物包含至少一種選自由鉬(Mo)、銠(Rh)、釕(Ru)和錸(Re)組成的組的元素，該方法包括下列步驟：由至少一種包含選自鉬(Mo)、銠(Rh)、釕(Ru)和錸(Re)的元素的化合物和含硫(S)化合物制備溶劑混合物；和在將該溶劑混合物轉(zhuǎn)化成超臨界或亞臨界的水或溶劑的壓力和溫度下進(jìn)行水熱或溶劑熱反應(yīng)。用于溶劑熱反應(yīng)的溶劑不受限制，這類溶劑的實例包括二甲苯、丙酮和氯仿。

在本發(fā)明中，水熱或溶劑熱反應(yīng)優(yōu)選在200℃至600℃下進(jìn)行。

在水熱或溶劑熱反應(yīng)步驟后在惰性氣氛中在300℃至800℃下的熱處理也可以改進(jìn)結(jié)晶性，由此分散原料化合物的殘基，如羰基。

發(fā)明效果

本發(fā)明可以提供硫化物或復(fù)合硫化物的單晶細(xì)粉，該硫化物或復(fù)合硫化物包含至少一種選自由鉬(Mo)、銠(Rh)、釕(Ru)和錸(Re)組成的組的元素。特別地，本發(fā)明可以提供細(xì)球形單晶。包含給定元素的這類硫化物或復(fù)合硫化物的單晶細(xì)粉用于已知用途，而且利用其特征，可以預(yù)計到更多種用途。例如，這類粉末可用于燃料電池催化劑，同時充當(dāng)現(xiàn)有鉑催化劑的成本有效的替代品。此外，已知為潤滑劑的MoS₂是細(xì)球形單晶并因此可用作優(yōu)質(zhì)潤滑劑。另外，適當(dāng)選擇要用于摻雜所述粉末的摻雜劑元素能夠使得各種物理性質(zhì)得以展現(xiàn)。

附圖簡要說明

圖1是詳述本發(fā)明的經(jīng)由水熱或溶劑熱反應(yīng)的合成方法的流程圖。

圖2顯示經(jīng)由溶劑熱反應(yīng)合成的MoS₂的XRD圖。

圖3顯示由MoCl₅合成的MoS₂粉末(在400℃下預(yù)煅燒5小時)的SEM照片。

圖4顯示經(jīng)由溶劑熱反應(yīng)合成的MoS₂的XRD圖。

圖5顯示由硫脲合成的MoS₂粉末(在400℃下預(yù)煅燒5小時)的SEM照片。