一种MoSxOy/碳纳米复合材料、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术实施例公开了一种MoSxOy/碳纳米复合材料、其制备方法及其应用；其中，所述MoSxOy/碳纳米复合材料中，2.5≤x≤3.1，0.2≤y≤0.7，且基于所述纳米复合材料的总质量，所述MoSxOy的质量百分数为5‑50％。本发明专利技术制备的MoSxOy/碳纳米复合材料用作电催化析氢反应催化剂时，过电势300mV时的电流密度在150mA/cm2以上；该性能与商用的20％Pt/C催化剂性能差距较小，甚至相当，远好于现有的MoS2复合材料的催化性能。另外本发明专利技术制备的MoSxOy/碳纳米复合材料还具有良好的催化稳定性，在进行8000次催化循环之后，其电流密度只下降了3％，表现出了非常优良的催化性能和循环稳定性。

MoSxOy/ carbon nano composite material, preparation method and application thereof

The embodiment of the invention discloses a MoSxOy/ carbon nano composite material, preparation method and application thereof; wherein, the MoSxOy/ carbon nano composite materials, 2.5 = x = 3.1, y = 0.2 ~ 0.7, and on the basis of the total quality of the nano composite material, the mass percentage of MoSxOy was 5 50%. MoSxOy/ carbon nano composite material prepared by the invention is used for the electrocatalytic hydrogen evolution reaction catalyst, overpotential 300mV when the current density is more than 150mA/cm2; the performance and commercial 20%Pt/C catalyst performance gap is smaller, even quite, far better than the existing MoS2 composite catalysis performance. In addition the prepared MoSxOy/ carbon nano composite material has good catalytic stability, after the 8000 catalytic cycle, the current density decreased by only 3%, showed very good catalytic performance and cycle stability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料领域，特别涉及一种MoSxOy/碳纳米复合材料、其制备方法及其应用。
技术介绍
氢气作为清洁新能源对于环境保护、能源安全都有重大的意义。如何大规模制备氢气是商业规模利用氢能源的基本问题。电化学析氢反应(HydrogenEvolutionReaction,HER)被视为规模化制备氢气的可行方案，但是该反应在阴极上有较高的阴极过电势，从而导致制备氢气的能耗成本大幅提升。铂系贵金属作为该反应的催化剂，能够很好地降低阴极过电势，但是由于铂系贵金属在地球上的储量有限，无法满足大规模应用的需求。因此，寻找替代的催化材料，降低阴极过电势从而降低生产成本，成为研究者关注的重点内容。二硫化钼是一种具有类似石墨结构的层状结构化合物。块材的二硫化钼用作HER的催化剂时具有较高的过电势，而当其层数减少到寡层乃至单层之后，其物理化学性质会发生明显的变化，研究者通过理论计算说明寡层的二硫化钼材料具有较好的HER催化活性(BeritH.,PoulG.M.,Bonde,K.P.J.Nielsen,S.Chorkendorff,J.KoftheAmericanChemistrySociety2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MoSxOy/碳纳米复合材料，其中，2.5≤x≤3.1，0.2≤y≤0.7。

【技术特征摘要】
1.一种MoSxOy/碳纳米复合材料，其中，2.5≤x≤3.1，0.2≤y≤0.7。2.如权利要求1所述的纳米复合材料，其中，基于所述纳米复合材料的总质量，所述MoSxOy的质量百分数为5-50％，优选地，所述MoSxOy为无定型结构。3.如权利要求1-2中任一项所述的纳米复合材料的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：(1)将碳源分散于溶剂中，优选地超声分散30-100分钟，得到碳源分散液；所述碳源优选选自于碳黑、碳纳米管、碳纳米角、氧化石墨、磺化氧化石墨中的至少一种；所述溶剂优选选自于乙二醇、丙三醇、水中的至少一种；(2)将硫源和钼源加入到碳源分散液中，得到混合溶液；(3)采用γ-射线或电子束对所述混合溶液进行辐照；辐照结束后，经分离、干燥即可得到所述纳米复合材料。4.如权利要求3所述的纳米复合材料的制备方法，其中，所述硫源和钼源为同一化合物，且该化合物在混合溶液中的浓度为1-10mg/mL，优选1-5mg/mL，该化合物优选选自四硫代钼酸铵、四硫代钼酸钠中的至少一种；或所述硫源和钼源为不同的化合物，钼源及硫源在混合溶液中的浓度为2-10mg/mL，且钼源中钼原子的总摩尔数与硫源中硫原子总摩尔数的比为1:2-1:6，优选地，所述硫源选自硫脲、硫代硫酸钠中的至少一种；所述钼源选自钼酸铵、五氯化钼、钼酸钠中的至少一种。5.如权利要求3所述的纳米复合材料的制备方法，其中，碳源与溶剂的配比为1-10mg：...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟茂林，曹朋飞，彭静，李久强，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11