一种混合金属硫化物电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种混合金属硫化物电极及其制备方法。所述混合金属硫化物电极由中心核层和外围壳层构成，并垂直于导电基底形成分级阵列结构。所述制备方法是将含有铁、钴或镍的化合物分别溶解至含钼和硫的混合水溶液中，采用高压水热法，在导电基底材料上，一步反应获得混合金属硫化物电极。该电极的分级结构有利于提高电极材料的比表面积和增多催化活性位点；阵列结构有利于提高电极材料的电子传输效率和电解质的扩散；可调控的电子能级有利于电子从电极到电解质的有效注入。这些优点均使混合金属硫化物电极的催化活性、稳定性和对应的器件性能比对应的单一金属硫化物电极的高。该方法制备的电极可满足高效低成本的能量转换与存储器件的应用要求。

A mixed metal sulfide electrode and its preparation method

The present invention discloses a mixed metal sulfide electrode and its preparation method. The mixed metal sulfide electrode is composed of a central core layer and a peripheral shell, and is perpendicular to the conductive substrate to form a graded array structure. The preparation method of mixed solution of compounds containing iron, cobalt or nickel were dissolved to molybdenum and sulfur, by high-pressure hydrothermal method on the conductive substrate, a step reaction to obtain a mixed metal sulfide electrode. The hierarchical structure of the electrode can improve the electrode surface area and the increase of catalytic active sites; array structure can improve the transmission efficiency and the electron diffusion of electrolyte electrode materials; electronic energy levels can be regulated in favor of electrons from the electrode to the effective electrolyte injection. These advantages make the catalytic activity, stability and the corresponding device performance of the mixed metal sulfide electrode higher than that of the corresponding single metal sulfide electrode. The electrode prepared by this method can meet the requirements of high efficiency and low cost energy conversion and storage devices.

【技术实现步骤摘要】
一种混合金属硫化物电极及其制备方法
本专利技术涉及能量转换与能量存储电极，具体属于一种混合金属硫化物电极及其制备方法。
技术介绍
在能量转换器件中，如染料敏化太阳能电池、光解水制氢器件、光催化降解染料器件或低温燃料电池，贵金属铂作为催化剂材料广泛应用于各种催化电极中，但其成本高以及在各种电解质溶液中的腐蚀阻碍了铂在能量转换器件中的产业化应用。在能量存储器件中，如超级电容器或锂离子电池，通常采用具有层状结构的碳基材料或锂盐当作电极材料。高效率的能量转换和存储器件的关键在于电极的制备。开发利用低成本新型结构的具有高比表面积和高的电子传导能力的电极，具有重要意义。相比较于单一金属硫化物，低成本的混合金属硫化物，可通过调控金属种类和化学计量比调节材料的带隙结构和形貌，获得性能优异的催化性能。现有的混合金属硫化物的合成条件和制备工艺较复杂，主要有多步合成法，例如包含水热反应、化学浴沉积和离子交换反应等步骤。并且合成出来的混合金属硫化物没有直接垂直生长于导电基底上获得分级阵列结构电极。因此，专利技术一种一步法直接将具有分级阵列结构的混合金属硫化物生长于导电基底上，从而获得优异性能的电极，应用在能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合金属硫化物电极，其特征在于，所述混合金属硫化物由中心核层和外围壳层构成，并垂直于导电基底形成分级阵列结构，其中心核层为富含铁、钴或镍的硫化物，外围壳层为富含二硫化钼的纳米片。

【技术特征摘要】
1.一种混合金属硫化物电极，其特征在于，所述混合金属硫化物由中心核层和外围壳层构成，并垂直于导电基底形成分级阵列结构，其中心核层为富含铁、钴或镍的硫化物，外围壳层为富含二硫化钼的纳米片。2.如权利要求1所述的一种混合金属硫化物电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)制备混合金属前驱体水溶液，其中：乙酰丙酮铁浓度为0.01-0.1mol·L-1、钼酸钠浓度为0.01-0.1mol·L-1、硫脲浓度为0.05-0.3mol·L-1、聚乙二醇-block-聚丙二醇-block-聚乙二醇浓度为1-5mmol·L-1、氢氧化铵浓度为8-12mol·L-1；2)将步骤1)制备的混合金属前驱体水溶液置于聚四氟乙烯反应釜内衬中，将导电基底材料的导电面垂直向内，或平行向下，置于聚四氟乙烯反应釜内衬中，密闭，高压水热反应，反应温度为150-200...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖尧明，韩高义，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西,14