一种核-壳CoS2@NG纳米复合材料及其制备与应用制造技术

本发明专利技术属于析氢电催化技术领域，公开了一种高性能、低成本、资源丰富而又具有优异析氢催化性能的核‑壳CoS2@NG纳米复合材料及其制备方法与应用。本发明专利技术制备方法包括以下步骤：将CoS2的生长溶液通过水热法得到核‑壳CoS2纳米颗粒；再与APS混合于溶剂中，搅拌，得到APS‑修饰的核‑壳CoS2纳米颗粒；将其置于氮掺杂氧化石墨烯前驱体溶液，水热法得到复合材料；所述前驱体溶液由包括以下组分组成：氧化石墨烯，氨水和氢氧化钠。本发明专利技术的复合材料具有良好的机械柔韧性、优异的电催化性能、析氢催化活性和稳定性，表现为低起始电位，低过电势和高的循环稳定性，可应用于析氢电催化领域中，为目前析氢电催化问题提供解决方法。

The preparation and application of a nuclear shell of CoS2@NG nano composite material and its preparation

The invention belongs to the technical field of hydrogen evolution, discloses a kind of high performance, low cost, abundant resources and has excellent catalytic properties for hydrogen evolution of the nuclear shell CoS2@NG nano composite material and preparation method and application thereof. The preparation method of the invention comprises the following steps: nuclear shell CoS2 nanoparticles obtained CoS2 growth solution by hydrothermal method; and then mixed with APS in solvent, stirring, nuclear shell CoS2 nanoparticles APS modified; the nitrogen doped graphene oxide precursor solution, the composite material hydrothermal method; the precursor solution comprises the following components: graphene oxide, ammonia and sodium hydroxide. The composite material of the invention has good mechanical flexibility, excellent electrical properties, catalytic hydrogen evolution catalytic activity and stability, show low initial potential, low overpotential and high cycle stability, can be applied to the field of electrocatalytic hydrogen evolution, the electrocatalytic hydrogen evolution problem for solution.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于析氢电催化
，特别涉及一种高性能、低成本、资源丰富而又具有优异析氢催化性能的核-壳CoS2@NG纳米复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
随着全球能源危机和环境污染的问题日益严重，开发可再生的无碳新能源迫在眉睫。由于其清洁、高效和可再生的自身优点，氢气被认为是将来取代化石燃料最理想的能源载体。水解是大量制备高纯度氢气的重要方法，而析氢反应是水分解的一个关键步骤。催化剂可使析氢反应的过电势最小化，实现水分解的高能量效率。尽管贵金属是析氢反应最有效的催化剂，但是其稀缺性和昂贵性极大地限制了工业应用。因此，研究和开发高性能，低成本和资源丰富而又适合水分解的催化剂仍然是一个巨大的挑战。由于其成本低，化学稳定性高，电催化性能好，过渡金属硫化物、碳化物、氮化物及其合金已被广泛研究作为析氢反应的催化剂。尤其是具有暴露边缘的二维MoS2和WS2近年来被证明是析氢反应非常有潜力的电催化剂。因此，发展先进材料，优化结构设计对提高析氢反应的催化性能至关重要。CoS2先前作为电极材料应用在能源技术和氧还原的催化反应。然而，对其析氢反应的催化活性却少有研究。作为高活性、低成本的催化剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核‑壳CoS2@NG纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将CoS2的生长溶液通过水热法得到核‑壳CoS2纳米颗粒；(2)将核‑壳CoS2纳米颗粒和氨丙基三乙氧基硅烷混合于溶剂中，搅拌，得到APS‑修饰的核‑壳CoS2纳米颗粒；(3)将APS‑修饰的核‑壳CoS2纳米颗粒置于氮掺杂氧化石墨烯前驱体溶液，水热法得到氮掺杂石墨烯包覆核‑壳CoS2纳米颗粒的复合材料；所述的氮掺杂氧化石墨烯前驱体溶液由包括以下组分组成：氧化石墨烯，氨水和氢氧化钠。

【技术特征摘要】
1.一种核-壳CoS2@NG纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将CoS2的生长溶液通过水热法得到核-壳CoS2纳米颗粒；(2)将核-壳CoS2纳米颗粒和氨丙基三乙氧基硅烷混合于溶剂中，搅拌，得到APS-修饰的核-壳CoS2纳米颗粒；(3)将APS-修饰的核-壳CoS2纳米颗粒置于氮掺杂氧化石墨烯前驱体溶液，水热法得到氮掺杂石墨烯包覆核-壳CoS2纳米颗粒的复合材料；所述的氮掺杂氧化石墨烯前驱体溶液由包括以下组分组成：氧化石墨烯，氨水和氢氧化钠。2.根据权利要求1所述的核-壳CoS2@NG纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法中，各反应物的用量为：重量体积份，mg/mL，CoS2200～800重量份；APS0.2～0.6体积份；氧化石墨烯10～40体积份；氨水10～30体积份；氢氧化钠80～100重量份。3.根据权利要求1所述的核-壳CoS2@NG纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法中，各反应物的用量为：重量体积份，mg/mL，CoS2500～600重量份；APS0.4～0.5体积份；氧化石墨烯20～30体积份；氨水10～30体积份；氢氧化钠90～100重量份。4.根据权利要求1所述的核-壳CoS2@NG纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述的CoS2的生长溶液由包括以下组分组成：六水合二氯化钴、五水合硫代硫酸钠、乙醇、水。5.根据权利要求4所述的核-壳CoS2@NG纳米复...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱文达，黎彧，
申请(专利权)人：广东轻工职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44