[發明專利]一種中空三明治疊層結構二硫化鉬基納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201911311522.2
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111111729B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 馬飛;羅巧梅;王琛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J27/051
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明屬于二維MoS₂基納米復合材料制備技術領域，涉及一種中空三明治疊層結構二硫化鉬基納米復合材料及其制備方法，其為中空結構，自內向外依次包括碳層、MoS₂層和碳層。采用SiO₂微球為模板，依次包覆碳層、MoS₂層和碳層，然后經刻蝕SiO₂后制備出中空三明治疊層結構MoS₂基納米復合材料。所得產物其獨特的中空三明治疊層結構，有利于暴露更多的活性位點，提高導電性、減少團聚，提高材料的電催化性能。因此，該復合材料的制備為其在眾多領域的潛在應用提供了可能。

技術領域

本發明屬于二維MoS₂基納米復合材料制備技術領域，涉及一種中空三明治疊層結構MoS₂基納米復合材料及其制備方法。

背景技術

MoS₂是具有類石墨烯結構的二維層狀納米材料，為過渡金屬硫族化合物家族中的典型代表。其層內原子通過共價鍵結合，層間則通過范德華力相互作用。在能源、傳感等領域具有眾多優勢，如，較容易修飾在電極表面，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定存在且資源豐富等。但MoS₂片層容易團聚，導致暴露的活性位點不足，以及電子在MoS₂納米片層間的躍遷效率低；其次，體塊MoS₂材料的導電性差，電子傳遞效率低，嚴重制約著在電化學領域的應用。

CN201710397526.1公開了碳復合材料的制備方法，該方法將MoS₂制成中空結構，外層包覆碳層，雖然能在一定程度上提高導電性、降低團聚，但是提高程度有限，仍無法克服其在電化學等領域應用的約束與限制。

發明內容

本發明的目的是提供一種中空三明治疊層結構MoS₂基納米復合材料及其制備方法，進一步提高材料的導電性，克服其在電化學等領域應用的約束與限制。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種中空三明治疊層結構二硫化鉬基納米復合材料，其為中空結構，自內向外依次包括碳層、MoS₂層和碳層。

優選的，MoS₂層為鎳或鈷摻雜的MoS₂。

優選的，內層和外層的碳層均為氮摻雜碳層。

所述的中空三明治疊層結構二硫化鉬基納米復合材料的制備方法，采用SiO₂微球為模板，依次包覆碳層、MoS₂層和碳層，然后經刻蝕SiO₂后制備出中空三明治疊層結構MoS₂基納米復合材料。

優選的，包括以下步驟：

步驟1，制備SiO₂微球粉末；

步驟2，將SiO₂微球粉末和PDA加入Tris緩沖溶液中，混合超聲至均勻分散，得到混合溶液A；

步驟3，混合溶液A中加入過硫酸銨溶液，攪拌；

步驟4，收集步驟3的產物，并進行退火處理，得到黑色粉末，記為樣品A，備用；

步驟5，取樣品A、鉬酸鹽和硫脲粉末加入葡萄糖溶液中，超聲攪拌至均勻分散，得到混合溶液B；或者，取樣品A、鉬酸鹽、硫脲粉末及金屬鹽加入葡萄糖溶液中，超聲攪拌至均勻分散，得到混合溶液B；金屬鹽為鎳鹽或鈷鹽；

步驟6，將混合溶液B進行水熱反應；

步驟7，水熱反應完成后，收集產物并進行退火處理，得到黑色粉末，記為樣品B；