[發(fā)明專利]一種MoS2@Cu2S@泡沫銅復(fù)合納米材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810877680.3
• 申請(qǐng)日: 2018-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN108950585B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喻發(fā)全;汪賢明;王建芝;薛亞楠;蔡寧;諶偉民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號(hào): C25B1/04
• 分類號(hào): C25B1/04;C25B11/06;C25B11/03;C23C18/12;B82Y40/00
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 裴金華

本發(fā)明公開了一種MoS₂@Cu₂S@泡沫銅復(fù)合納米材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的一種MoS₂@Cu₂S@泡沫銅復(fù)合納米材料的制備方法，包括如下步驟：（1）采用溶液刻蝕法在泡沫銅上制備Cu(OH)₂納米陣列棒；（2）以步驟（1）得到的Cu(OH)₂納米陣列棒為模板，浸泡在結(jié)晶水合鉬酸鹽和硫脲混合溶液中，通過水熱合成法轉(zhuǎn)化生成MoS₂@Cu₂S納米陣列棒，得復(fù)合納米材料。本發(fā)明的MoS₂@Cu₂S@泡沫銅復(fù)合納米材料由上述的制備方法制備。本發(fā)明的一種電解水析氫催化劑，包括上述的MoS₂@Cu₂S@泡沫銅復(fù)合納米材料。本發(fā)明通過水熱過程把具有較好析氫活性的MoS₂原位生長(zhǎng)在Cu₂S納米陣列棒表面，可以利用硫化物良好的電子傳導(dǎo)能力來增強(qiáng)復(fù)合材料的電催化性能，因此在泡沫銅的表面原位生長(zhǎng)MoS₂@Cu₂S可協(xié)同提高復(fù)合材料的電催化性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電解水催化析氫技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種MoS₂@Cu₂S@泡沫銅復(fù)合納米材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

眾所周知，在眾多的制氫方法中，電解水制氫是目前技術(shù)最為成熟，易于工業(yè)化，綠色環(huán)保的方法。電解水制氫的關(guān)鍵在于尋找合適的催化劑來催化水的分解。貴金屬Pt、Pd及其合金因具有較低的析氫過電位和優(yōu)異的電化學(xué)催化活性，是很好的析氫電極材料。但Pt、Pd等貴金屬因儲(chǔ)量有限，價(jià)格昂貴而無法在工業(yè)上廣泛運(yùn)用。因此開發(fā)成本低廉、性能高效的電催化析氫催化劑是該領(lǐng)域的重要研究方向。

傳統(tǒng)的納米材料在電化學(xué)測(cè)試的過程中需要用高分子膠粘劑把材料粘接在玻碳電極或泡沫鎳的表面，而高分子膠粘劑的使用會(huì)遮蔽材料的部分活性位點(diǎn)，降低材料的電催化性能

在眾多已研究的析氫電極材料中，過渡金屬因具有低析氫過電位，儲(chǔ)量豐富和堿性條件下穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，是目前研究者們公認(rèn)較優(yōu)的電極材料。比較常見的用于析氫電極材料中的過渡金屬有Co、Ni、Fe等。如中國(guó)發(fā)明專利CN106847519A公開了一種CoS@CuS三維立體納米復(fù)合結(jié)構(gòu)材料、制備方法及其應(yīng)用。該種復(fù)合陣列材料在制備過程中磁控濺射技術(shù)，材料的制備過程較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種電催化性能高、合成簡(jiǎn)單的MoS₂@Cu₂S@泡沫銅復(fù)合納米材料及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明的一種MoS₂@Cu₂S@泡沫銅復(fù)合納米材料的制備方法，包括如下步驟：（1）采用溶液刻蝕法在泡沫銅上制備Cu(OH)₂納米陣列棒；（2）以步驟（1）得到的Cu(OH)₂納米陣列棒為模板，浸泡在結(jié)晶水合鉬酸鹽和硫脲混合溶液中，通過水熱合成法轉(zhuǎn)化生成MoS₂@Cu₂S納米陣列棒，得到MoS₂@Cu₂S@泡沫銅復(fù)合納米材料。

優(yōu)選的，所述步驟（1）中的泡沫銅依次用無水乙醇、鹽酸和去離子水分別超聲5～20 min、10～40 min和5～20 min進(jìn)行預(yù)處理；所述鹽酸為的濃度為0.5～3 mol/L。

優(yōu)選的，所述步驟（1）中的溶液刻蝕法為采用氫氧化物溶液和過硫酸鹽水溶液混合再加入預(yù)處理后的泡沫銅。

優(yōu)選的，所述混合采用混合超聲1～10 min，所加入氫氧化物和過硫酸鹽的摩爾濃度分別是2～8 mol/L和0.1～0.3 mol/L。

優(yōu)選的，所述氫氧化物包括氫氧化鉀、氫氧化鈉，過硫酸鹽包括過硫酸銨、過硫酸鉀。