The invention belongs to the field of catalysis and energy storage materials, and discloses a porous carbon-supported defective molybdenum sulfide electrocatalyst and a preparation method thereof. The monosaccharide and resorcinol reacted with graphene oxide in a mixed solvent of alcohol and water, the product was freeze-dried, then carbonized at 700-900 (?) C, and then impregnated with concentrated nitric acid to obtain functionalized porous carbon. Porous carbon-supported molybdenum sulfide was obtained by holding reaction of ammonium molybdate, thiourea and functionalized porous carbon in water at 180-240 (?) C. Porous carbon was loaded with molybdenum sulfide. Porous carbon-supported defective molybdenum sulfide electrocatalysts were prepared by mixing with red phosphorus, then carbonizing in the mixed atmosphere of hydrogen and argon and at 600-900 ~C. The raw material used in the preparation method is cheap and easy to obtain, and the MoS2 nanosheets in the product grow vertically on the porous carbon substrate in petal shape, have more edge active sites and high catalytic activity.
【技术实现步骤摘要】
一种多孔碳担载缺陷化硫化钼电催化剂及其制备方法
本专利技术属于催化和储能材料领域,具体涉及一种多孔碳担载缺陷化硫化钼电催化剂及其制备方法。
技术介绍
工业的发展和人类生活水平的提高离不开能源的消耗。由于传统能源的消耗产生较多的碳氧化物、氮氧化物以及酸雨等,对环境造成严重污染。为了解决能源危机和环境污染等问题,开发和利用环保、清洁、低成本、可再生能源系统已逐渐引起人们广泛的关注。氧还原反应和析氢反应在燃料电池、锌空电池和防腐保护等领域起着关键的作用。迄今为止,贵金属基催化剂,包括Pt、Pd、Ru以及它们的合金,由于其起始电位低和塔菲尔斜率小而被广泛用作ORR和HER反应。然而,其存在成本高、储量低和低抗毒性等缺点,阻碍了贵金属催化剂的广泛应用。因此,开发具有高活性、良好的稳定性和廉价的非贵金属基电催化剂对于电解水制氢的发展是迫切需要的。当前,已有大量的研究工作集中于发展对HER或ORR表现出良好的电催化性能的非贵金属基催化剂,其中过渡金属元素基催化剂的研究较为广泛和成熟,主要有磷化物、碳化物、硒化物、氮化物和硫化物。MoS2由于具有独特的电子、化学和物理性质,已经被广泛用于超级电容器、锂离子电池、电解水制氢等领域。作为典型的过渡金属硫族化合物,MoS2是依靠范德华力连接在一起的三个堆叠原子层(S-Mo-S)组成。单层的二硫化钼是一种类似三明治的夹心结构,上下两层是硫原子,加在它们中间位置的一层则是钼原子。每一层的厚度约为0.7nm,层与层之间的间距为MoS2的晶体结构主要包括1T-MoS2(四方形对称)、2H-MoS2(六边形对称)和3R-MoS2(斜六方面 ...
【技术保护点】
1.一种多孔碳担载缺陷化的硫化钼电催化剂的制备方法,其特征在于包括如下制备步骤:(1)功能化多孔碳的制备:在磁力搅拌下,将单糖和间苯三酚溶于由醇和水组成的混合溶剂中,然后加入氧化石墨烯超声分散均匀,升温至150~200℃保温反应,固体产物经洗涤,冷冻干燥,然后在惰性气氛及700~900℃温度下进行碳化处理,所得产物经浓硝酸加热浸渍处理,得到功能化多孔碳;(2)多孔碳担载硫化钼的制备:将钼酸铵和硫脲溶解于水中,然后加入步骤(1)所得功能化多孔碳,超声处理形成均匀的悬浮液,然后升温至180~240℃保温反应,得到多孔碳担载硫化钼;(3)多孔碳担载缺陷化硫化钼的制备:将多孔碳担载硫化钼与红磷混合,然后在氢气和氩气的混合气氛及600~900℃温度下碳化处理,得到多孔碳担载缺陷化硫化钼电催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种多孔碳担载缺陷化的硫化钼电催化剂的制备方法,其特征在于包括如下制备步骤:(1)功能化多孔碳的制备:在磁力搅拌下,将单糖和间苯三酚溶于由醇和水组成的混合溶剂中,然后加入氧化石墨烯超声分散均匀,升温至150~200℃保温反应,固体产物经洗涤,冷冻干燥,然后在惰性气氛及700~900℃温度下进行碳化处理,所得产物经浓硝酸加热浸渍处理,得到功能化多孔碳;(2)多孔碳担载硫化钼的制备:将钼酸铵和硫脲溶解于水中,然后加入步骤(1)所得功能化多孔碳,超声处理形成均匀的悬浮液,然后升温至180~240℃保温反应,得到多孔碳担载硫化钼;(3)多孔碳担载缺陷化硫化钼的制备:将多孔碳担载硫化钼与红磷混合,然后在氢气和氩气的混合气氛及600~900℃温度下碳化处理,得到多孔碳担载缺陷化硫化钼电催化剂。2.根据权利要求1所述的一种多孔碳担载缺陷化的硫化钼电催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述单糖是指D-木糖、葡萄糖、果糖中的一种或者两种以上的混合。3.根据权利要求1所述的一种多孔碳担载缺陷化的硫化钼电催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述单糖和间苯三酚加入的质量比为(1~3):1。4.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭新文,周秋生,杜帆,钟林新,孙润仓,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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