钴掺杂硫化钼材料于自供能压电增强制氢中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种钴掺杂硫化钼材料于自供能压电增强制氢中的应用。该钴掺杂硫化钼材料(Co‑MoS

【技术实现步骤摘要】
钴掺杂硫化钼材料于自供能压电增强制氢中的应用
本专利技术涉及一种钴掺杂硫化钼材料于自供能压电增强制氢中的应用，特别涉及钴掺杂硫化钼材料于光催化自供能压电增强制氢中的应用，属于新能源领域。
技术介绍
随着人类社会的快速发展，人们对能源的需求日益增长，化石燃料的枯竭造成能源短缺。氢能因其燃烧值高，不产生二次污染等优点受到人们的广泛关注。但是，氢气容易发生爆炸，压缩氢气的成本比较高，因此如何安全有效而又经济地制取氢气和使用氢气一直是氢能源和氢经济需要解决的技术难题。氨硼烷(NH3BH3)是一种主要的储氢材料，其氢含量高达19.6wt％，在常温常压下呈固体，具有较高的稳定性，并且安全无毒性，容易携带。因此，与气态或液态氢相比，NH3BH3被认为是一种更有效和更安全的氢能储存方式。但是，NH3BH3在自然条件下释放氢气十分缓慢。为了快速释放氢气，人们开发了一些含有贵金属的催化剂，如铂、钯、铑、金等。然而，贵金属的成本高和丰度低，因此它们的应用十分有限。这就需要研究开发一种既安全、又经济、且环保、并能高效释放氢气的新技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钴掺杂硫化钼材料于自供能压电增强制氢中的应用，以克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例中提供一种钴掺杂硫化钼压电增强材料(Co-MoS2)在红外光照射下自供能压电增强制氢中的用途。进一步的，所述钴掺杂硫化钼材料包括对近红外光具有响应的硫化钼MoS2材料以及掺杂在硫化钼内部及表面的二价钴离子。进一步的，所述二价钴离子的质量为所述硫化钼质量的10.0wt％-35.0wt％。进一步的，所述钴掺杂硫化钼材料的禁带宽度为0.7eV-1.3eV。进一步的，所述钴掺杂硫化钼MoS2半导体材料对红外光的响应范围为780-1550nm。进一步的，在温度为20-30℃的条件下，同时对主要由钴掺杂硫化钼材料和氨硼烷水溶液混合形成的制氢反应体系施加超声波和近红外光辐照，实现氢气的制备。更进一步的，所述超声波的功率为20-30KHz。进一步的，所述钴掺杂硫化钼材料是采用水热法制备的，并且所述的制备方法包括以下步骤：(1)将钼酸钠溶于去离子水中，并超声处理30-60mins至混合均匀制得溶液A；(2)将硫脲溶于去离子水中，并超声处理30-60mins至混合均匀制得溶液B；(3)将六水合氯化钴溶于去离子水中，并超声处理30-60mins至混合均匀制得溶液C；(4)将溶液B和溶液C逐滴加入到溶液A中，并超声处理30-60mins至混合均匀制得混合液D；(5)将混合液D转至高压反应釜中，在温度为150-300℃的条件下反应20-30h，制得钡掺杂硫化钼材料。进一步的，所述溶液A的浓度为0.1mol/L～1.0mol/L。进一步的，所述溶液B的浓度为1.0mol/L～5.0mol/L。进一步的，所述溶液C的浓度为0.1mol/L～1.0mol/L。本专利技术实施例中还提供一种自供能压电增强光催化制氢方法，其包括：对包含氨硼烷和钴掺杂硫化钼材料(Co-MoS2半导体材料)的制氢反应体系同时施加机械能和近红外光照射所述制氢反应体系，使所述制氢反应体系内发生反应，并产生氢气。进一步的，所述机械能可以是施加于制氢反应体系的振动、噪声、超声波、搅拌等产生。本专利技术实施例中还提供一种自供能压电增强光催化制氢方法，其包括以下步骤：(1)将氨硼烷水溶液置于光催化制氢反应器中，再向该氨硼烷水溶液中加入钴掺杂硫化钼材料(Co-MoS2半导体材料)，形成制氢反应体系，之后密封所述反应器；(2)将所述反应器的温度调节至1-5℃后将系统抽至真空，待所述反应器内达到真空状态后再将所述反应器内的温度调至20-30℃；(3)对所述反应器内的制氢反应体系施加超声波，同时以近红外光照射所述制氢反应体系，使所述制氢反应体系内发生反应，并产生氢气。进一步的，对所述光催化制氢反应器进行遮光处理，以避免紫外光和可见光进入制氢反应体系。进一步的，所述近红外光的波长为850nm。进一步的，采用真空树脂进行密封处理。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：本专利技术提供的钴掺杂硫化钼材料具有增强的压电效应，可有效利用自然界的机械能(如振动、噪声、超声波和搅拌等方式制得的能量)产生氢能，为制备氢能源提供一个新的渠道，扩展了制氢技术的实际应用，而且制得的氢随制随用，解决了氢气不易储存的难题。采用硼烷作为储氢材料，实现了自供能压电增强制氢，且本专利技术的钴掺杂硫化钼材料的制备方法简单易行，绿色环保。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的MoS2和Co-MoS2样品的XRD图；图2a为本专利技术提供的MoS2样品的透射电镜表征图，图2b为本专利技术提供的Co-MoS2样品的透射电镜表征图；图3为本专利技术提供的MoS2和Co-MoS2样品的紫外可见近红外漫反射光谱；图4为本专利技术提供的Co-MoS2样品制氢时氢的产量曲线图；图5为本专利技术提供的光催化制氢反应的反应机理图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例中提供一种钴掺杂硫化钼压电增强材料(Co-MoS2)在红外光照射下自供能压电增强制氢中的用途。进一步的，所述钴掺杂硫化钼材料包括对近红外光具有响应的硫化钼MoS2材料以及掺杂在硫化钼内部及表面的二价钴离子。进一步的，所述二价钴离子的质量为所述硫化钼质量的10.0wt％-35.0wt％。进一步的，所述钴掺杂硫化钼材料的禁带宽度为0.7eV-1.3eV。进一步的，所述钴掺杂硫化钼MoS2半导体材料对红外光的响应范围为780-1550nm。进一步的，在温度为20-30℃的条件下，同时对主要由钴掺杂硫化钼材料和氨硼烷水溶液混合形成的制氢反应体系施加超声波和近红外光辐照，实现氢气的制备。更进一步的，所述超声波的功率为20-30KHz。进一步的，所述钴掺杂硫化钼材料是采用水热法制备的，并且所述的制备方法包括以下步骤：(1)将钼酸钠溶于去离子水中，并超声处理30-60mins至混合均匀制得溶液A；(2)将硫脲溶于去离子水中，并超声处理30-60mins至混合均匀制得溶液B；(3)将六水合氯化钴溶于去离子水中，并超声处理30-60mins至混合均匀制得溶液C；(4)将溶液B和溶液C逐滴加入到溶液A中，并超声处理30-60mins至混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钴掺杂硫化钼压电增强材料(Co-MoS

【技术特征摘要】
1.一种钴掺杂硫化钼压电增强材料(Co-MoS2)在红外光照射下自供能压电增强制氢中的用途。


2.如权利要求1所述的用途，其特征在于：所述钴掺杂硫化钼材料包括对近红外光具有响应的硫化钼MoS2材料以及掺杂在硫化钼内部及表面的二价钴离子。


3.如权利要求2所述的用途，其特征在于：所述二价钴离子的质量为所述硫化钼质量的10.0wt％-35.0wt％。


4.如权利要求2所述的用途，其特征在于：所述钴掺杂硫化钼材料的禁带宽度为0.7eV-1.3eV。


5.如权利要求2所述的用途，其特征在于：所述钴掺杂硫化钼MoS2半导体材料对红外光的响应范围为780-1550nm。


6.如权利要求2所述的用途，其特征在于包括：在温度为20-30℃的条件下，同时对主要由钴掺杂硫化钼材料和氨硼烷水溶液混合形成的制氢反应体系施加超声波和近红外光辐照，实现氢气的制备。


7.如权利要求6所述的用途，其特征在于：所述超声波的功率为20-30KHz。


8.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述钴掺杂硫化钼材料是采用水热法制备的，并且所述的制备方法包括以下步骤：
(1)将钼酸钠溶于去离子水中，并超声处理30-60m...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘守清，黄匡正，刘文晓，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32