氮掺杂的过渡金属硫化物/碳基复合材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种氮掺杂的过渡金属硫化物/碳基复合材料的制备方法及其应用，将碳纳米管与脲基化合物的混合物加到溶剂中，超声形成悬浊液后滴加于经预处理的工作电极表面，自然晾干形成均匀的碳纳米管薄层，得到碳纳米管与脲基化合物的混合物修饰的工作电极；在去离子水中加入无水硫酸铜晶体，得到电镀液；将碳纳米管与脲基小分子的混合物修饰的玻碳电极置于电镀液中进行电镀，电镀完成后用去离子水清洗表面的电镀液并在常温下自然干燥，用刀片将制备的复合材料从工作电极表面刮下，即得到最终复合材料。本发明专利技术方法操作简单，便于实行，制得的纳米复合材料在催化氧析出和能量转换方面具有很大的优势，可应用于电催化水分解产氢领域。

【技术实现步骤摘要】
氮掺杂的过渡金属硫化物/碳基复合材料的制备方法及其应用
本专利技术属于纳米复合材料研究领域，特别是通过一种电化学沉积的方法制备了氮掺杂的过渡金属硫化物/纳米碳复合材料，并作为电解水析氢催化剂的应用。
技术介绍
煤、石油、天然气等传统的化石燃料的燃烧带来了酸雨，温室效应以及雾霾等一系列环境问题，传统化石能源作为一种不可再生的能源，正面临着日益枯竭的危机。寻求、开发理想的清洁高效的新能源日益重要。氢能有可能成为最理想的能源。原因在于氢气的比热容较大，燃烧相同质量的同类气体氢气产生的热量较多，氢气的燃烧产物仅有水，不会对环境造成污染。电解水制氢技术操作简单、产氢效率高，发展前景良好。电解水被分为两个半反应：氧析出(OxygenEvolutionReaction，OER)和氢析出(HydrogenEvolutionReaction，HER)。一个氢气分子析出需要两个电子，氢析出需要较低的过电位，反应容易进行。然而，氧析出是一个四电子过程，反应进行需要更大的电势电位，需要更多地能量才能进行。氧析出反应(OER)是电解水的瓶颈反应，欲加快OER反应进程可以采用高效的催化剂促进电解水的正向进行。目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮掺杂的过渡金属硫化物/碳基复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)制备碳纳米管前驱体A与脲基化合物前驱体B的混合物修饰的工作电极：将碳纳米管前驱体A与脲基化合物前驱体B按照质量比1～5:1混合加到溶剂中，超声形成悬浊液，将该混合物的悬浊液滴加于工作电极表面，晾干从而在工作电极表面形成均匀的碳纳米管薄层，得到碳纳米管与脲基分子的混合物修饰的工作电极；所述的碳纳米管前驱体A为石墨烯、阵列、单壁、多壁、水蒸气刻蚀、N掺杂或硫掺杂的碳纳米管中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的脲基化合物前驱体B为硫脲、脒基硫脲、N‑甲基硫脲、4‑氟苯基硫脲、硫代氨基硫脲、丙烯基脲、N,N`‑二...

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂的过渡金属硫化物/碳基复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)制备碳纳米管前驱体A与脲基化合物前驱体B的混合物修饰的工作电极：将碳纳米管前驱体A与脲基化合物前驱体B按照质量比1～5:1混合加到溶剂中，超声形成悬浊液，将该混合物的悬浊液滴加于工作电极表面，晾干从而在工作电极表面形成均匀的碳纳米管薄层，得到碳纳米管与脲基分子的混合物修饰的工作电极；所述的碳纳米管前驱体A为石墨烯、阵列、单壁、多壁、水蒸气刻蚀、N掺杂或硫掺杂的碳纳米管中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的脲基化合物前驱体B为硫脲、脒基硫脲、N-甲基硫脲、4-氟苯基硫脲、硫代氨基硫脲、丙烯基脲、N,N`-二苯基硫脲、1,3-二丁基硫脲、N-苯基硫脲、4-吡啶基硫脲、2,5-二硫二脲、1-乙酰-2-硫脲、1,3-二异丙基-2-硫脲、S-苄基异硫脲盐酸盐、N-(2-吡啶基)硫脲的其中一种或者是两种及以上的物质组合；(2)配制电镀液：在去离子水中加入过渡金属盐，形成电镀液；所述的过渡金属盐在电镀液中的浓度为0.1～10mol/L；(3)制备氮掺杂的过渡金属硫化物/碳纳米管复合材料：将步骤(1)所得工作电极置于步骤(2)所得电镀液中，在扫描电位为-2.0～2.0V、扫描速度为5～100mV/s、操作温度为5～35℃的条件下实施电镀，施镀时间为3～500min，得到氮掺杂的过渡金属硫化物/碳纳米管复合材料的工作电极，将该工作电极用去离子水清洗并在5～35℃下自然干燥，将氮掺杂的过渡金属硫化物/碳纳米管复合材料从工作电极表面刮下，得最终产品。2.根据权利要求1所述的一种氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂华贵，侯俊婕，王宇，郑仙诺，詹迎新，丁欣慰，周学梅，杨植，黄少铭，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33