一种钴镍双掺杂的硫化锡纳米片、其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种钴镍双掺杂的硫化锡纳米片的制备方法，包括：A)将锡源、镍源、钴源、硫源和配体混合反应，得到钴、镍双掺杂的锡前驱体；B)将钴、镍双掺杂的锡前驱体、油胺和溶剂混合，加热反应，冷却，得到钴镍双掺杂的硫化锡纳米片。本发明专利技术通过镍源、钴源引入钴、镍离子来改善金属硫化物催化剂的电子结构，从而提高制备得到的钴镍双掺杂的硫化锡纳米片对二氧化碳电催化还原反应的催化活性以及选择性。本发明专利技术的制备方法制备得到的钴镍双掺杂的硫化锡纳米片催化活性高、稳定性好、选择性高。

A Co-Ni double-doped tin sulfide nanosheet, its preparation method and Application

The invention provides a preparation method of Co-Ni double-doped tin sulfide nanosheet, which includes: A) Co-Ni double-doped tin precursor is obtained by mixing tin source, nickel source, cobalt source, sulfur source and ligand; B) Co-Ni double-doped tin precursor, oleamine and solvent are mixed, heated, cooled, and Co-Ni double-doped tin sulfide nanosheet is obtained. The invention improves the electronic structure of metal sulfide catalyst by introducing cobalt and nickel ions into nickel source and cobalt source, thereby improving the catalytic activity and selectivity of the prepared Co-Ni double-doped tin sulfide nanosheet for the electrocatalytic reduction of carbon dioxide. The preparation method of the invention has high catalytic activity, good stability and high selectivity.

【技术实现步骤摘要】
一种钴镍双掺杂的硫化锡纳米片、其制备方法和应用
本专利技术涉及催化剂
，尤其是涉及一种钴镍双掺杂的硫化锡纳米片、其制备方法和应用。
技术介绍
在化学工业中，二氧化碳是一种丰富而廉价的碳资源，通过电化学过程将二氧化碳转化为燃料和高附加值的化学物质，对于缓解能源危机非常重要。由于二氧化碳分子非常稳定，二氧化碳的有效活化在其电化学还原过程中起着关键的作用。近几年来，对催化剂电子结构的调控是一种能够促进催化剂活化二氧化碳的有效方法。例如，氧化锌中引入氧缺陷后可以改变氧化锌电子结构，增加其价带顶的电子态密度，大幅提升催化剂活化二氧化碳的能力(Angew.Chem.2018,130,6162–6167)。对于无机二维材料进行表面配位、结构修饰可以在保持二维材料形貌的情况下改变能带结构，提升催化活性(Chem.Soc.Rev.,2015,44,637)。因此，对催化剂进行电子结构和能带结构的调控，成为了促进二氧化碳活化并提升二氧化碳电催化还原性能的可靠方法。但现有技术公开的催化剂催化活性、选择性不高、稳定性不好。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种钴镍双掺杂的硫化锡纳米片的制备方法，本专利技术的制备方法制备得到的钴镍双掺杂的硫化锡纳米片催化活性高、稳定性好、选择性高。本专利技术提供了一种钴镍双掺杂的硫化锡纳米片的制备方法，包括：A)将锡源、镍源、钴源、硫源和配体混合反应，得到钴、镍双掺杂的锡前驱体；B)将钴、镍双掺杂的锡前驱体、油胺和溶剂混合，加热反应，冷却，得到钴镍双掺杂的硫化锡纳米片。优选的，步骤A)所述锡源包括四氯化锡；所述镍源包括二氯化镍；所述钴源包括二氯化钴；所述硫源包括二乙基二硫代氨基甲酸钠；所述配体包括邻二氮菲。优选的，所述步骤A)具体为将配体、锡源、镍源、钴源混合后，再将硫源逐滴加入，得到钴、镍双掺杂的锡前驱体。优选的，所述配体、锡源和硫源的摩尔比为1:1：(3.5～5)；所述锡源、镍源、钴源的摩尔比为100：(0.1～5)：(0.1～5)。优选的，步骤B)所述溶剂包括苯甲醚。优选的，步骤B)所述加热温度为180～220℃；所述加热时间为18～24h。优选的，所述钴镍双掺杂的硫化锡纳米片厚度为2～5nm；所述大小为80～200nm。本专利技术提供了一种钴镍双掺杂的硫化锡纳米片，由上述技术方案任意一项所述的制备方法制备得到。本专利技术提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的钴镍双掺杂的硫化锡纳米片在二氧化碳电还原中的应用。本专利技术提供了一种二氧化碳电还原的方法，采用上述技术方案任意一项所述的制备方法制备得到的钴镍双掺杂的硫化锡纳米片再水溶液中将二氧化碳还原为有效一碳产物。与现有技术相比，本专利技术提供了一种钴镍双掺杂的硫化锡纳米片的制备方法，包括：A)将锡源、镍源、钴源、硫源和配体混合反应，得到钴、镍双掺杂的锡前驱体；B)将钴、镍双掺杂的锡前驱体、油胺和溶剂混合，加热反应，冷却，得到钴镍双掺杂的硫化锡纳米片。本专利技术通过镍源、钴源引入钴、镍离子来改善金属硫化物催化剂的电子结构，从而提高制备得到的钴镍双掺杂的硫化锡纳米片对二氧化碳电催化还原反应的催化活性以及选择性。本专利技术的制备方法制备得到的钴镍双掺杂的硫化锡纳米片催化活性高、稳定性好、选择性高。附图说明图1是本专利技术实施例1的钴镍双掺杂的硫化锡纳米片的透射电子显微镜图片；图2是本专利技术实施例1的钴镍双掺杂的硫化锡纳米片与纯硫化锡纳米片的X射线衍射图谱；图3是本专利技术实施例1的钴镍双掺杂的硫化锡纳米片与纯硫化锡纳米片的X射线光电子能谱图；图4是本专利技术实施例3的钴镍双掺杂的硫化锡纳米片与纯硫化锡纳米片在不同过电位下电流密度曲线；图5是本专利技术实施例3的钴镍双掺杂的硫化锡纳米片与纯硫化锡纳米片在不同过电位下一碳产物的法拉第效率；图6是本专利技术实施例3的在相对标准氢电极的过电位为-1.0V下，钴镍双掺杂的硫化锡纳米片与纯硫化锡纳米片的电流密度随时间变化图；图7是本专利技术实施例3的在相对标准氢电极的过电位为-1.0V下，钴镍双掺杂的硫化锡纳米片与纯硫化锡纳米片的一碳产物法拉第效率随时间变化图。具体实施方式本专利技术提供了一种钴镍双掺杂的硫化锡纳米片、其制备方法和应用，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。本专利技术提供了一种钴镍双掺杂的硫化锡纳米片的制备方法，包括：A)将锡源、镍源、钴源、硫源和配体混合反应，得到钴、镍双掺杂的锡前驱体；B)将钴、镍双掺杂的锡前驱体、油胺和溶剂混合，加热反应，冷却，得到钴镍双掺杂的硫化锡纳米片。本专利技术提供的钴镍双掺杂的硫化锡纳米片的制备方法首先将锡源、镍源、钴源、硫源和配体混合反应，得到钴、镍双掺杂的锡前驱体。按照本专利技术，所述锡源包括但不限于四氯化锡；所述镍源包括但不限于二氯化镍；所述钴源包括但不限于二氯化钴；所述硫源包括但不限于二乙基二硫代氨基甲酸钠；所述配体但不限于包括邻二氮菲。优选具体为：将配体、锡源、镍源、钴源混合后，再将硫源逐滴加入，得到钴、镍双掺杂的锡前驱体。更优选为：将配体溶于沸水后加入到搅拌并含有锡源、镍源、钴源的水溶液中，再逐滴加入将含有硫源的水溶液，抽滤洗涤干燥后得到钴镍双掺杂的锡前驱体。在本专利技术中，所述配体、锡源和硫源的摩尔比优选为1:1：(3.5～5)；更优选为1:1：(4～5)；最优选为1:1：4～4.5。所述锡源、镍源、钴源的摩尔比优选为100：(0.1～5)：(0.1～5)；更优选为100：(1～4)：(1～4)；最优选为100：(2～3)：(2～3)。本专利技术对于所述逐滴加入的具体方式不进行限定，本领域技术人员熟知的常规滴加方式即可。本专利技术所述搅拌优选为剧烈搅拌，所述搅拌频率优选为600-800rpm本专利技术对于所述抽滤、洗涤和干燥的具体方式不进行限定；所述洗涤优选为水洗涤；所述洗涤的次数优选为2～3次；所述干燥的温度优选为60-80℃所述干燥的时间优选为24-48h得到将钴、镍双掺杂的锡前驱体后，将钴、镍双掺杂的锡前驱体、油胺和溶剂混合。其中，钴、镍双掺杂的锡前驱体、油胺和溶剂的摩尔比例为(0.3～0.5)：30：184本专利技术所述溶剂包括但不限于苯甲醚。混合后加热反应，本专利技术上述反应在水热釜中进行。所述加热温度优选为180～220℃；更优选为190～210℃；最优选为200～210℃；所述加热时间优选为18～24h；更优选为20～24h。反应后为冷却，所述冷却优选为自然冷却。冷却之后洗涤，离心，干燥得到钴镍双掺杂的硫化锡纳米片。本专利技术对于所述抽滤、洗涤、离心和干燥的具体方式不进行限定；所述洗涤优选为用己烷和乙醇洗涤；所述洗涤的次数优选为2～3次；所述干燥的温度优选为60-80℃所述干燥的时间优选为24-48h所述离心的转速为8000-13000rpm离心的时间为5-15分钟按照本专利技术，所述钴镍双掺杂的硫化锡纳米片厚度为2～5nm；所述大小为80～200nm。本专利技术所述大小为本领域技术人员常规所述的尺寸、包括长度以及宽度的概念。本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钴镍双掺杂的硫化锡纳米片的制备方法，其特征在于，包括：A)将锡源、镍源、钴源、硫源和配体混合反应，得到钴、镍双掺杂的锡前驱体；B)将钴、镍双掺杂的锡前驱体、油胺和溶剂混合，加热反应，冷却，得到钴镍双掺杂的硫化锡纳米片。

【技术特征摘要】
1.一种钴镍双掺杂的硫化锡纳米片的制备方法，其特征在于，包括：A)将锡源、镍源、钴源、硫源和配体混合反应，得到钴、镍双掺杂的锡前驱体；B)将钴、镍双掺杂的锡前驱体、油胺和溶剂混合，加热反应，冷却，得到钴镍双掺杂的硫化锡纳米片。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)所述锡源包括四氯化锡；所述镍源包括二氯化镍；所述钴源包括二氯化钴；所述硫源包括二乙基二硫代氨基甲酸钠；所述配体包括邻二氮菲。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)具体为将配体、锡源、镍源、钴源混合后，再将硫源逐滴加入，得到钴、镍双掺杂的锡前驱体。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述配体、锡源和硫源的摩尔比为1:1：(3.5～5)；所述锡源、镍源、钴源的摩尔比为100：(0...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜旭涛，张安，曾杰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34