[發(fā)明專利]一種降低二硫化鉬基催化析氫電極電荷轉(zhuǎn)移阻抗的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811060352.0 | 申請日： | 2018-09-12 |
| 公開（公告）號： | CN109112565B | 公開（公告）日： | 2020-05-22 |
| 發(fā)明（設計）人： | 馮哲圣;李培真;陳金菊;王焱;陳龍 | 申請（專利權(quán)）人： | 電子科技大學 |
| 主分類號： | C25B1/04 | 分類號： | C25B1/04;C25B11/06 |
| 代理公司： | 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230 | 代理人： | 蔣秀清;李春芳 |
| 地址： | 611731 四川省成*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 降低 二硫化鉬 催化 電極 電荷 轉(zhuǎn)移 阻抗 方法 | ||
本發(fā)明屬于催化析氫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降低二硫化鉬基催化析氫電極電荷轉(zhuǎn)移阻抗的方法。針對現(xiàn)有的二硫化鉬納米薄片間及其與底部電極之間載流子傳輸效率低、半導體2H相二硫化鉬催化析氫活性低的問題，本發(fā)明的技術(shù)核心包括如下內(nèi)容：[1]摻入聚乙烯吡咯烷酮，使二硫化鉬產(chǎn)生由半導體2H相到金屬1T相的轉(zhuǎn)變；[2]均勻引入還原氧化石墨烯形成三維導電網(wǎng)絡，改善二硫化鉬片層間及與底部電極的電接觸；[3]銅薄膜電極作為導電基底，其與催化活性功能層有優(yōu)良電接觸，可有效提升電荷轉(zhuǎn)移效率。本發(fā)明適用于常溫下酸性溶液中的催化析氫反應。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于催化析氫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降低二硫化鉬基催化析氫電極電荷轉(zhuǎn)移阻抗的方法。
背景技術(shù)
隨著傳統(tǒng)化石能源的消耗以及日益嚴重的環(huán)境污染問題，氫能作為一種高效清潔的能源載體，被當作傳統(tǒng)能源的理想替代者。如何高效可持續(xù)地獲得氫氣是氫經(jīng)濟循環(huán)中的重要一環(huán)。電解水制氫被認為是可持續(xù)獲取氫氣的重要途徑，高效電催化析氫材料的設計是關(guān)系到這一技術(shù)能否實現(xiàn)的關(guān)鍵。當前，電解水制氫領(lǐng)域的核心任務是解決高制氫效率與低催化成本之間的矛盾，從而發(fā)展高效、經(jīng)濟、綠色的制氫催化劑及相關(guān)工藝，以取代資源有限、造價昂貴的金屬鉑催化劑，實現(xiàn)能量的低成本轉(zhuǎn)化。
二硫化鉬作為類石墨烯二維材料，具有類似于金屬鉑的氫吸附自由能，能夠在強酸性溶液中穩(wěn)定存在且資源豐富，是傳統(tǒng)貴金屬催化析氫材料的理想替代物。然而其電催化活性與傳統(tǒng)鉑族貴金屬催化材料相比仍有較大差距，其催化應用還存在諸多桎梏因素，主要表現(xiàn)在：(1)二硫化鉬作為半導體材料，其與電極基底的載流子傳輸效率低；(2)二硫化鉬與導電性材料的非均勻復合對其片層間電子遷移率的提高作用有限；(3)自然狀態(tài)下的二硫化鉬是以半導體相(2H-MoS2)存在，而研究(Wang H,Lu Z,Kong D,etal.Electrochemical Tuning of MoS2nanoparticles on three-dimensional substratefor efficient hydrogen evolution[J],ACS Nano,2014,8:4940-4947.)表明二硫化鉬在金屬相(1T-MoS2)時電荷轉(zhuǎn)移阻抗小，具有更高的催化析氫活性。現(xiàn)有技術(shù)(Voiry D,Salehi M,Silva R,et al.Conducting MoS2nanosheets as catalysts for hydrogenevolution reaction[J],Nano Letters,2013,13:6222-6227；Wang H,Lu Z,Xu S,etal.Electrochemical tuning ofvertically aligned MoS2nanofilms and itsapplication in improving hydrogen evolution reaction.PNAS,2013,110:19701-19706.)通過電化學鋰離子插層法實現(xiàn)2H-MoS2部分轉(zhuǎn)化為1T-MoS2，該方法制備條件苛刻。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有的二硫化鉬納米薄片層間及其與導電基底之間載流子傳輸效率低、以及半導體相二硫化鉬(2H-MoS2)催化析氫活性低的問題，本發(fā)明提供一種降低二硫化鉬基催化析氫電極電荷轉(zhuǎn)移阻抗的方法，其目的在于：摻入聚乙烯吡咯烷酮使得二硫化鉬在液相剝離過程中發(fā)生相變，產(chǎn)生金屬相二硫化鉬(1T-MoS2)；均勻摻入還原氧化石墨烯使得二硫化鉬納米片層間載流子傳輸效率顯著提高；選用具有催化析氫活性的銅薄膜電極作為電極基底，有效提升二硫化鉬與電極基底間的載流子傳輸效率。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種降低二硫化鉬基催化析氫電極電荷轉(zhuǎn)移阻抗的方法，在采用液相超聲剝離法制備二硫化鉬納米薄片的過程中，向剝離溶劑中添加聚乙烯吡咯烷酮和還原氧化石墨烯，得到二硫化鉬納米薄片、聚乙烯吡咯烷酮和還原氧化石墨烯的混合分散液。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于電子科技大學，未經(jīng)電子科技大學許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201811060352.0/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
