[發明專利]一種異形納米二硫化鉬材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810534413.6
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108862387A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 李彥鵬;張婷婷;韓寧寧;劉大鵬;劉晨光
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C01G39/06
• 分類號: C01G39/06;B01J27/051;B01J35/02;B01J37/00;B01J37/02;B01J37/08;B01J37/20;B82Y40/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌;李勇

本發明提出了一種異形納米級MoS₂材料的制備方法。其制備工藝的特點是先使用多種氧化物納米顆粒為載體，以鉬酸銨為鉬前驅物種浸漬氧化物載體，烘干、焙燒后于特定的硫化條件（選取特殊的硫化氣氛與硫化溫度）下制得負載型MoS₂材料，最后以氫氟酸化學刻蝕去除氧化物載體，即可得到尺寸在幾納米~幾十納米范圍，形狀由三角形?切角三角形?六邊形變化的異形納米級MoS₂材料。異型納米級MoS₂具有特殊的催化活性，其合成與研發可望在相關領域獲得后續應用；特別是二硫化鉬（MoS₂）材料在石油餾分油加氫、電化學制氫、固體潤滑劑等領域具有廣泛的應用。

技術領域

本發明涉及化工材料領域中的一種異形納米二硫化鉬材料的制備方法，其制備的二硫化鉬（MoS₂）材料在石油餾分油加氫精制、電化學制氫、固體潤滑劑等領域具有廣泛的應用。

背景技術

目前，以水熱法、溶劑熱法等常規合成方法在制備二硫化鉬材料存在諸多局限。一方面，所得MoS₂的尺寸一般在幾百納米~微米級別，這限制了其在餾分油加氫、電催化等方面的催化活性或使用性能。如能定向合成納米級MoS₂材料，可望在相關領域獲得較好的應用效果。

另一方面，常規合成方法所得MoS₂材料一般外形呈現為尺寸在幾百納米~微米區間的、花瓣狀團簇物質，其實質組成為晶體學穩定的六邊形顆粒的聚集體。如能調控MoS₂材料顆粒的外形，不僅限于穩定狀態的六邊形，其意義是可望為加氫反應、電化學催化等領域提供新的活性中心或者活性位點，進而開發出新型的高活性催化劑。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題，提出了一種制備成為尺寸幾納米~幾十納米范圍，形狀由三角形-切角三角形-六邊形變化，且有利于提高MoS₂材料的各類性質或催化活性的異形納米級MoS₂材料的制備方法。

本發明的異形納米二硫化鉬材料的制備方法，包括：

（1）預先經過空氣氣氛焙燒的納米級氧化物顆粒為載體，浸漬鉬酸銨溶液；

（2）經過空氣中的干燥、焙燒過程制得負載型氧化鉬（MoO₃）材料；

（3）在硫化條件下制得負載型二硫化鉬材料；

（4）最后經過氫氟酸化學刻蝕去除氧化物載體，得到異形納米級二硫化鉬材料。

上述方案進一步包括：

步驟（1）中所述納米級氧化物顆粒為載體包括納米級的TiO₂、ZrO₂、SiO₂或Al₂O₃載體，各載體材料使用前需經過空氣氣氛500-600℃焙燒1.5-2.5小時；

步驟（2）中以鉬酸銨為鉬前驅物種，以前述處理得到的納米氧化物顆粒載體浸漬鉬酸銨水溶液，在空氣氣氛中烘干后于500-600℃焙燒3.5-4.5小時，得到MoO₃,氧化物載體復合材料，其中鉬物種負載量以MoO₃計的質量百分比為5~15%；

步驟（3）中將前述得到的負載型MoO₃材料在硫化氣氛為10%H₂S-H₂或10%H₂S-N₂，硫化溫度為250~750℃，硫化時間為3.5-4.5小時。

步驟（4）中將步驟（3）得到的氧化物負載的MoS₂復合材料，以氫氟酸化學刻蝕法去除氧化物載體，最終得到納米級異形MoS₂材料。