一种降低二硫化钼基催化析氢电极电荷转移阻抗的方法技术

本发明专利技术属于催化析氢技术领域，具体涉及一种降低二硫化钼基催化析氢电极电荷转移阻抗的方法。针对现有的二硫化钼纳米薄片间及其与底部电极之间载流子传输效率低、半导体2H相二硫化钼催化析氢活性低的问题，本发明专利技术的技术核心包括如下内容：[1]掺入聚乙烯吡咯烷酮，使二硫化钼产生由半导体2H相到金属1T相的转变；[2]均匀引入还原氧化石墨烯形成三维导电网络，改善二硫化钼片层间及与底部电极的电接触；[3]铜薄膜电极作为导电基底，其与催化活性功能层有优良电接触，可有效提升电荷转移效率。本发明专利技术适用于常温下酸性溶液中的催化析氢反应。

A Method for Reducing Charge Transfer Impedance of Molybdenum Disulfide-based Catalytic Hydrogen Evolution Electrode

The invention belongs to the technical field of catalytic hydrogen evolution, in particular to a method for reducing the charge transfer impedance of molybdenum disulfide-based catalytic hydrogen evolution electrode. Aiming at the problems of low carrier transfer efficiency between existing molybdenum disulfide nanosheets and bottom electrodes and low catalytic hydrogen evolution activity of semiconductor 2H phase molybdenum disulfide, the technical core of the present invention includes the following contents: (1) doping polyvinylpyrrolidone to make molybdenum disulfide transform from semiconductor 2H phase to metal 1T phase; [2] uniformly introducing reduced graphene oxide to form three-dimensional conductivity. The electric network can improve the electrical contact between the layers of molybdenum disulfide and the bottom electrodes. [3] As a conductive substrate, the copper film electrodes have excellent electrical contact with the catalytic active layer, which can effectively improve the charge transfer efficiency. The invention is suitable for catalytic hydrogen evolution reaction in acidic solution at room temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种降低二硫化钼基催化析氢电极电荷转移阻抗的方法
本专利技术属于催化析氢
，具体涉及一种降低二硫化钼基催化析氢电极电荷转移阻抗的方法。
技术介绍
随着传统化石能源的消耗以及日益严重的环境污染问题，氢能作为一种高效清洁的能源载体，被当作传统能源的理想替代者。如何高效可持续地获得氢气是氢经济循环中的重要一环。电解水制氢被认为是可持续获取氢气的重要途径，高效电催化析氢材料的设计是关系到这一技术能否实现的关键。当前，电解水制氢领域的核心任务是解决高制氢效率与低催化成本之间的矛盾，从而发展高效、经济、绿色的制氢催化剂及相关工艺，以取代资源有限、造价昂贵的金属铂催化剂，实现能量的低成本转化。二硫化钼作为类石墨烯二维材料，具有类似于金属铂的氢吸附自由能，能够在强酸性溶液中稳定存在且资源丰富，是传统贵金属催化析氢材料的理想替代物。然而其电催化活性与传统铂族贵金属催化材料相比仍有较大差距，其催化应用还存在诸多桎梏因素，主要表现在：(1)二硫化钼作为半导体材料，其与电极基底的载流子传输效率低；(2)二硫化钼与导电性材料的非均匀复合对其片层间电子迁移率的提高作用有限；(3)自然状态下的二硫化钼是以半本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低二硫化钼基催化析氢电极电荷转移阻抗的方法，其特征在于：在采用液相超声剥离法制备二硫化钼纳米薄片的过程中，向剥离溶剂中添加聚乙烯吡咯烷酮和还原氧化石墨烯，得到二硫化钼纳米薄片、聚乙烯吡咯烷酮和还原氧化石墨烯的混合分散液。

【技术特征摘要】
1.一种降低二硫化钼基催化析氢电极电荷转移阻抗的方法，其特征在于：在采用液相超声剥离法制备二硫化钼纳米薄片的过程中，向剥离溶剂中添加聚乙烯吡咯烷酮和还原氧化石墨烯，得到二硫化钼纳米薄片、聚乙烯吡咯烷酮和还原氧化石墨烯的混合分散液。2.按照权利要求1所述的一种降低二硫化钼基催化析氢电极电荷转移阻抗的方法，其特征在于：向所述剥离溶剂中添加二硫化钼、聚乙烯吡咯烷酮和还原氧化石墨烯的质量比为1：0.15～0.25：0.05～0.15。3.按照权利要求1或2所述的一种降低二硫化钼基催化析氢电极电荷转移阻抗的方法，其特征在于，所述制备二硫化钼纳米薄片、聚乙烯吡咯烷酮和还原氧化石墨烯的混合分散液的过程具体包括如下步骤：[1]配制剥离溶剂；[2]将二硫化钼、聚乙烯吡咯烷酮和还原氧化石墨烯按比例掺入步骤[1]所配制的剥离溶剂中，得到混合初始悬浮液；[3]通过液相超声方法对步骤[2]所述混合初始悬浮液进行处理，使二硫化钼得到有效剥离，得到包含有二硫化钼纳米薄片、聚乙烯吡咯烷酮和还原氧化石墨烯的混合悬浮液；[4]对步骤[3]得到的混合悬浮液进行离心分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯哲圣，李培真，陈金菊，王焱，陈龙，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51