[發(fā)明專利]一種一維結(jié)構(gòu)二硒化鉬/鉬-MOF復(fù)合納米材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2022-07-05
• 公開（公告）號: CN115094438B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王偉智;戚夢娟;李辰陽;李慰
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽師范大學(xué)
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B11/095
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 任晨晨

本發(fā)明提供了一種一維結(jié)構(gòu)二硒化鉬/鉬?MOF復(fù)合納米材料及其制備方法和應(yīng)用，將鉬源和咪唑混勻在水中，獲得的溶液進(jìn)行加熱反應(yīng)，獲得一維納米結(jié)構(gòu)Mo?MOF；將硒源溶解在水合肼中，獲得的硒源水合肼溶液加入到無水乙醇中，再加入一維納米結(jié)構(gòu)Mo?MOF，攪拌均勻，加熱反應(yīng)，即得一維結(jié)構(gòu)二硒化鉬/鉬?MOF復(fù)合納米材料，形貌為在一維納米結(jié)構(gòu)的Mo?MOF的表面生長出二維結(jié)構(gòu)的MoSesubgt;2/subgt;納米片，本發(fā)明制備程所需材料易得且成本低，實(shí)驗(yàn)設(shè)備和操作簡單，反應(yīng)可控，易于重復(fù)。本發(fā)明所制備MoSesubgt;2/subgt;/Mo?MOF復(fù)合納米材料作為析氫反應(yīng)電催化劑，性能優(yōu)良，價格低廉，酸性和堿性環(huán)境下都可適用，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種一維結(jié)構(gòu)MoSe₂/Mo-MOF復(fù)合納米材料的制備方法，及其在酸性和堿性環(huán)境下均可作為電分解水析氫反應(yīng)催化劑的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著全球化石燃料消費(fèi)量的不斷增加給人們帶來了非常嚴(yán)重的環(huán)境問題。不斷變暖的全球氣候也都是化石燃料的長期和大量使用產(chǎn)生的后果。除此之外，煤炭，天然氣和石油等化石燃料，由于短時間內(nèi)難以再生，也面臨著的枯竭的問題。發(fā)展高效，清潔，可再生的能源成為當(dāng)務(wù)之急。各種可持續(xù)能源中氫氣是取代傳統(tǒng)化石燃料的最有希望的候選者之一，因?yàn)槠渚哂泻芨叩娜紵裏嶂担茉疵芏却蠖胰紵笾簧伤允且环N非常優(yōu)秀的清潔能源。但是氫氣的應(yīng)用還需要解決很多問題，其中如何高效地制取氫氣就是一個瓶頸問題。

利用太陽能、風(fēng)能等可再生能源產(chǎn)生的電能來電解水，通過陰極發(fā)生的析氫反應(yīng)制備氫氣，可以在陰極產(chǎn)生純凈的氫氣。由于其制備條件簡單，溫和，原料易得等諸多優(yōu)勢引起了人們極大的關(guān)注。但是電解水制備氫氣需要高效的電催化劑來進(jìn)行析氫反應(yīng)，以降低陰極過電勢提高能源利用效率，并實(shí)現(xiàn)高效快速的析氫反應(yīng)。通常所用的催化劑是價格較高且儲量有限的貴金屬(如Pt、Pd)，這制約了電解水制氫工藝大規(guī)模應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)中。因此需要開發(fā)催化能力較高、且價廉易得的材料作為電解水析氫反應(yīng)的催化劑。

近年來科學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)，二維片層結(jié)構(gòu)的過渡金屬硒化物MoSe₂的片層邊緣物和氫的結(jié)合能與貴金屬相近，因此可代替貴金屬作為析氫反應(yīng)催化劑。但MoSe₂片層的基面沒有催化活性，且片層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使得MoSe₂易于團(tuán)聚和聚集，減少了催化活性邊緣的數(shù)量，降低了其催化性能。且MoSe₂在堿性環(huán)境下催化析氫反應(yīng)的性能很弱，也阻礙了其實(shí)際使用效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述至少一個技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種一維結(jié)構(gòu)二硒化鉬/鉬-MOF復(fù)合納米材料及其制備方法，在一維納米結(jié)構(gòu)的Mo-MOF的表面生長出二維結(jié)構(gòu)的MoSe₂納米片，合成過程采用的原材料及工藝設(shè)備簡單、成本低。

本發(fā)明還有一個目的在于提供一種一維結(jié)構(gòu)二硒化鉬/鉬-MOF復(fù)合納米材料，作為催化材料，用于電解水析氫反應(yīng)，催化性能高，且在酸性和堿性環(huán)境下都具有良好的催化電解水析氫反應(yīng)活性。

本發(fā)明具體技術(shù)方案如下：

一種一維結(jié)構(gòu)二硒化鉬/鉬-MOF復(fù)合納米材料的制備方法，包括以下步驟：

A、將鉬源和咪唑混勻在水中，獲得的溶液進(jìn)行加熱反應(yīng)，獲得一維納米結(jié)構(gòu)Mo-MOF；

B、將硒源溶解在水合肼中，獲得的硒源水合肼溶液加入到無水乙醇中，再加入步驟A所得產(chǎn)物，攪拌均勻，加熱反應(yīng)，即得一維結(jié)構(gòu)二硒化鉬/鉬-MOF復(fù)合納米材料。

步驟A中所述鉬源和咪唑的質(zhì)量比為1：1～2：1；

步驟A中所述鉬源選自三氧化鉬(MoO₃)；

步驟A中，所述鉬源和水的用量比為1:50-100g/ml；