[發明專利]一種Co?Mo?S三元金屬硫化物的可控制備方法

有效

• 申請號: 201610103014.5
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105753070B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 劉勇軍;徐紅波;李志峰
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司35204
• 代理人: 張松亭,游學明

技術領域

本發明涉及一種Co-Mo-S三元金屬硫化物的可控制備方法，具體為先制備單源分子前驅體MoO₂(DDTC)₃Co，再采用水熱/溶劑熱法可控制備Co-Mo-S三元金屬硫化物。

背景技術

金屬硫化物作為一類典型的納米材料，當其尺寸達到納米級別后，隨著粒徑的減小，表現出納米材料特有的量子尺寸效應、界面效應、小尺寸效應、以及宏觀量子隧道效應等，具有很多新穎的特性，使其在光電學、催化等領域有著及其廣闊的潛在應用前景。

近年來，一系列合成納米材料的方法被廣泛應用于金屬硫化物的合成上，例如：水熱/溶劑熱法、沉淀法、溶膠凝膠法、機械剝離法、模板法、微波法、熱液法等，使得納米材料的合成進入快速發展的軌道。據報道，研究者們已合成了不同形貌(如零維富勒烯，一維線狀、管狀，二維層狀，三維球狀、花狀及多級結構)的二元金屬硫化物MoS₂微、納米材料，并將其應用于加氫脫硫、固體潤滑劑、光催化劑及電極材料等領域，已取得一系列成果。大量研究表明，Co促進的Co-Mo-S組分，由于助劑Co進入MoS₂片層邊緣，取代邊位Mo原子，減弱Mo-S鍵強，生成更多硫空位，更易暴露邊角位，且存在減弱活性組分與載體相互作用、電子轉移等協同作用，通常比純MoS₂具有更高的催化活性，實現Co-Mo-S活性組分的形貌可控制備更有意義。但Co、Mo前驅物共生液難以制備或復合組分生長難以控制的問題，使得多金屬Co-Mo-S活性組分的可控制備變得困難，也鮮有報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡潔、有效、可控的制備Co-Mo-S三元金屬硫化物的方法。

實現本發明的技術方案是：一種Co-Mo-S三元金屬硫化物可控制備的方法，其包括以下步驟：

(1)單源分子前驅體的制備

將0.2～6.5g鉬源和0.5～5.5g六水硝酸鈷[Co(NO₃)₂·6H₂O]溶于20～150ml的蒸餾水中，磁力攪拌0.5～1小時，形成的溶液記為A溶液。所述的鉬源為鉬酸鹽；

將1.0～15.0g配合劑溶于40～200ml的蒸餾水中，磁力攪拌0.5～1小時，形成的溶液記為B溶液。

將A溶液緩慢滴加到B溶液中，磁力攪拌4～7小時，形成的溶液記為C溶液。停止攪拌，靜止10～16小時，抽濾、水和無水乙醇洗滌，40～80℃干燥10～16小時，得到干燥的粉末狀樣品，即為單源分子前驅體。

(2)Co-Mo-S三元金屬硫化物的制備

將0.1～2g上述制備的單源分子前驅體溶于10～100ml的溶液中，加入0.1～1g表面活性劑，0.2～2.5g還原劑，磁力攪拌0.5～1小時，倒入帶有反應釜中，放入鼓風干燥箱中，在150～250℃條件下反應8～48小時。將產物用去離子水和無水乙醇離心洗滌數次，40～80℃真空干燥6～16小時，得粉末，即為Co-Mo-S三元金屬硫化物。

在本發明的較佳實施例中，步驟(1)中所用鉬酸鹽為仲鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O]、二鉬酸銨、或鉬酸鈉等中的至少一種。

在本發明的較佳實施例中，步驟(2)中所用配合劑為二乙基二硫代氨基甲酸鈉(DDTC)，或乙二胺等中的至少一種。

在本發明的較佳實施例中，步驟(5)所述的表面活性劑有許多種，如：十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基硫酸鈉(SDS)等，可以一種、二種或多種組合使用。

在本發明的較佳實施例中，步驟(5)所述的還原劑包括下列組份中的至少一種：例如鹽酸羥胺、水合肼等。

在本發明的較佳實施例中，步驟(5)“數次”可以為1-5次，優選為1-3次。

本發明利用單源前驅體法將最終產物所需元素(Co、Mo、S等)集中合成到同一前驅物中，具有易調控、可裁剪的特點，結合水熱/溶劑熱法，成功制備出三元金屬硫化物Co-Mo-S，并對其形貌、尺寸等特性進行了可控制備，效果優良。

本發明的有益效果在于：

1、本發明合成條件溫和，制備方法簡單，可操作性強，反應過程中無有害氣體產生，對環境友好。

2、本發明通過對單源分子前驅體的濃度、加入表面活性劑的種類和質量，以及反應的溫度、時間和溶液的PH值等條件進行優化設定，可對生成產物Co-Mo-S三元金屬硫化物的形貌、尺寸等方面進行可控制備。