[發明專利]一種類石墨相氮化碳-二硫化鉬二元復合物的制備方法

在審

• 申請號: 201811055122.5
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109161919A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 施青丹;萬軍民;孫雯;黃芊薇;周艷
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C25B11/06
• 分類號: C25B11/06;C25B1/04
• 代理公司: 嘉興永航專利代理事務所(普通合伙) 33265
• 代理人: 蔣文

本發明涉及儲能材料領域，公開了一種類石墨相氮化碳?二硫化鉬二元復合物的制備方法，本發明以鉬酸鈉，聚醚酰亞胺，硫脲，三聚氰胺，類石墨相氮化碳為原料，以水為溶劑，經高溫處理，冷卻真空抽濾，干燥沉淀物，得到繡球花狀二硫化鉬空心微球，再與針狀類石墨相氮化碳化學復合，得到類石墨相氮化碳?二硫化鉬二元復合物。該方法無需任意球狀模板，效率、產率高，無污染，所得二硫化鉬空心微球比表面積大，析氫活性位點多，具有更高的電催化析氫活性。類石墨相氮化碳?二硫化鉬復合異質結構的特殊形態與組合的優點以及暴露的邊緣，更好的導電性和缺陷構造顯著提高電化學活性，具有更好的電催化析氫反應的性能。

技術領域

本發明涉及儲能材料領域，尤其涉及一種類石墨相氮化碳-二硫化鉬二元復合物的制備方法。

背景技術

對于日益嚴重的能源危機，人們都在尋找一種可代替煤炭，石油的清潔環保能源。氫氣以它的干凈，高效深受人們喜愛。目前，水電解制氫是最環保的制氫方式。但是電催化制氫存在析氫過電位偏高問題，導致能耗偏高。傳統貴金屬催化劑因其高成本，低儲量限制了其大規模應用。因此尋找一種低成本，性能好的催化劑應用在能源上是亟不可待。

二硫化鉬是一種過渡金屬硫化物半導體，因其具有較大的比表面積，表面活性較高，成本低廉，優良的化學穩定性和熱穩定性等特點備受人們關注。被人們視為非常有前景的電催化析氫催化劑，極有可能代替貴金屬鉑作為電催化劑。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種類石墨相氮化碳-二硫化鉬二元復合物的制備方法，本發明步驟簡單，無需球狀模板，效率高，產率也高，所需溶劑為水，綠色環保，得到的繡球花狀二硫化鉬空心微球比表面積大，大大的提高了析氫活性位點，具有更高的電催化析氫活性。類石墨相氮化碳/二硫化鉬復合異質結構的特殊形態與組合的優點以及暴露的邊緣,更好的導電性和缺陷構造顯著提高電化學活性,具有更好的電催化析氫反應的性能，有極大的潛力取代昂貴的商用鉑/碳催化劑，其應用非常廣泛。

本發明的具體技術方案為：一種類石墨相氮化碳-二硫化鉬二元復合物的制備方法，以g和mL計，包括以下步驟：

1）取1~2g鉬酸鈉，0.5~1.0g聚醚酰亞胺，1~2g硫脲溶解于50~80mL的去離子水中，超聲，攪拌，轉移至聚四氟乙烯內襯高壓反應釜中，在200~240℃的溫度下反應22~26小時。

超聲和攪拌是為了使聚醚酰亞胺均勻分布，與鉬酸鈉、硫脲充分接觸，使后期二硫化鉬更好地自聚形成空心微球，并且在高溫高壓下更容易形成理想形態的產物。

2）自然冷卻至室溫，真空抽濾，分別用乙醇和水洗滌數次，將產物干燥一夜，得到二硫化鉬空心微球。

3）取5~15g三聚氰胺放入坩堝中，并放置于馬弗爐中，蓋上蓋子，然后在550~650℃下以2~4℃/分鐘的速度在空氣中燃燒，得到散裝類石墨相氮化碳。

高溫高壓下可將三聚氰胺煅燒成散裝類石墨相氮化碳。

4）收集散裝類石墨相氮化碳，并將其分散在氫氧化鈉溶液中，在70~90℃下攪拌；用乙醇和離心法清洗后，將所得樣品曬干，得到針狀類石墨相氮化碳。

恒溫分散與恒溫攪拌便于將散裝類石墨相氮化碳分散均勻，后期更易附著與二硫化鉬空心微球表面。

5）取0.1~0.5g針狀類石墨相氮化碳和0.3~1.0g二硫化鉬空心微球，分散在50~150mL的甲醇中，持續30~50分鐘，在熏蒸柜下持續攪拌10~14小時。

在有機溶劑中，更易形成理想形態的產物。

6）清洗和過濾收集合成的產物，得到成品。

作為優選，步驟1）中，超聲20-40min，攪拌5-8h。