The invention discloses a preparation method of MoS2/ graphene foam nickel cathode and its application in microbial electrolysis cell. The preparation method is as follows: 1) pretreating the foam nickel to remove impurities; 2) dispersing graphene oxide in N, N, two, methyl formamide (DMF), adding (NH4) 2MoS4 and N2H4 / H2O, mixing ultrasonic uniformly, and then mixing the liquid into the high pressure reactor. In the process of hydrothermal reaction, the foam nickel in step 1 is placed in it. After the reaction is finished, the MoS2/ graphene foam nickel is cleaned and freeze-dried, and the MoS2/ graphene foam nickel cathode is obtained. When applied, the MoS2/ graphene foam nickel cathode was applied to MEC, and the hydrogen production and COD removal efficiency were investigated. The MoS2/ graphene foam nickel cathode has the advantages of uniform surface morphology, large specific surface area, good catalytic hydrogen evolution performance, etc. the raw material is environment-friendly, cheap and easy to obtain, and the preparation process does not need adhesives, and has good conductivity and stability. It also shows excellent performance in pollution control in MEC.
【技术实现步骤摘要】
一种MoS2/石墨烯-泡沫镍阴极的制备方法及其在微生物电解池中的应用
本专利技术涉及纳米材料的制备方法,具体是一种MoS2/石墨烯-泡沫镍阴极的制备方法及其在微生物电解池中的应用。
技术介绍
能源危机与环境污染是当前人类社会面临的两大挑战。氢能,由于其具有燃烧热值高、燃烧过程不产生任何污染物、应用范围广、制备所需资源原材料丰富、可储存运输等优点而被认为是一种理想的可再生能源。目前,制氢技术主要包括电催化分解水制氢、暗发酵制氢、MEC产氢以及光催化分解水制氢技术。其中,MEC产氢是极具前景的方法,因为MEC可以同步实现污水处理并将污水中蕴藏的化学能转化为氢能,且化学能转化为氢能的效率高。但这种技术的发展目前也遇到了瓶颈问题,其中之一就是如何在保证阴极高效的催化析氢性能的同时降低阴极造价。因此,急需开发具有优异的催化析氢性能且成本较低的MEC阴极。近年来,MEC阴极催化材料的开发也取得了较大的进展。根据文献报道,四甲氧基苯基卟啉钴、镍基催化剂、MoS2以及不锈钢网等均具有较好的催化析氢性能,且价格较低廉,有逐步取代贵金属催化剂铂(Pt)的趋势。在已报道的MEC阴极催化剂中,MoS2端基的不饱和配位硫原子具有类似于氢化酶活性中心的性质,且这种硫原子的氢吸附自由能于Pt接近,因此,其催化性能也与Pt非常接近。目前关于MoS2在MEC中的应用的报道较少,且主要是涂覆在比较面积较小的不锈钢网上或者制备成气凝胶的形式。然而,涂覆的方式可能会引起MoS2粘结不牢固,而气凝胶的机械强度较低,会限制其应用。鉴于MoS2具有优异的催化析氢性能及原材料的易获得性,需要开展更多的基 ...
【技术保护点】
1.一种MoS2/石墨烯‑泡沫镍阴极的制备方法,其特征在于,它包括以下步骤:1)对泡沫镍支撑载体进行预处理:将泡沫镍裁剪成块状载体,并去除其表面的杂质;2)采用水热法制备MoS2/石墨烯‑泡沫镍阴极:将少层氧化石墨烯分散于N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)中,再添加(NH4)2MoS4,超声至分散均匀,再滴加N2H4·H2O,继续超声至充分混合均匀,然后将混合液移至高压反应釜进行水热反应,同时将步骤1)中的泡沫镍置于其中,反应结束后,对MoS2/石墨烯‑泡沫镍材料进行清洗和冷冻干燥,得到MoS2/石墨烯‑泡沫镍阴极。
【技术特征摘要】
1.一种MoS2/石墨烯-泡沫镍阴极的制备方法,其特征在于,它包括以下步骤:1)对泡沫镍支撑载体进行预处理:将泡沫镍裁剪成块状载体,并去除其表面的杂质;2)采用水热法制备MoS2/石墨烯-泡沫镍阴极:将少层氧化石墨烯分散于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,再添加(NH4)2MoS4,超声至分散均匀,再滴加N2H4·H2O,继续超声至充分混合均匀,然后将混合液移至高压反应釜进行水热反应,同时将步骤1)中的泡沫镍置于其中,反应结束后,对MoS2/石墨烯-泡沫镍材料进行清洗和冷冻干燥,得到MoS2/石墨烯-泡沫镍阴极。2.根据权利要求1所述MoS2/石墨烯-泡沫镍阴极的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中,预处理时,先将泡沫镍裁剪成5cm×3cm块状载体,然后将其浸没在丙酮溶液中超声10~20min以去除表面杂质,然后再用去离子水清洗5次,去除表面残留的丙酮,在60℃下烘干备用。3.根据权利要求1或2所述MoS2/石墨烯-泡沫镍阴极的制备方法,其特征在于,所述步...
【专利技术属性】
技术研发人员:王双飞,侯燕萍,黄婧,赫爽,许友,袁桂云,
申请(专利权)人:广西大学,
类型:发明
国别省市:广西,45
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