本发明专利技术公开一种复合硒化物电催化剂及其制备方法与应用，属于催化剂技术领域，其中，所述催化剂分子式为CoSe/MoSe2，结构为球状，且直径为3μm。其制备方法包括如下步骤：(1)透明溶液的制备；(2)CoMoO4前驱体的制备；(3)CoSe/MoSe2电催化剂的制备。本发明专利技术同时公开了所述硒化钴/二硒化钼复合硒化物电催化剂在电催化裂解海水产氢中的应用。本发明专利技术提供的CoSe/MoSe2电催化剂尺寸均匀、形貌规则、比表面积大、具有界面相容性，同时具有较高活性和稳定性。另外，本发明专利技术制备条件温和、操作简单、重复性强、对仪器设备要求低，为大面积应用提供良好的技术基础和物质保证。好的技术基础和物质保证。好的技术基础和物质保证。
【技术实现步骤摘要】
一种复合硒化物电催化剂及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及催化剂领域，特别是涉及一种硒化钴/二硒化钼复合硒化物海水电催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]电催化裂解海水产氢为解决能源危机，发展新能源提供了一个有效的方式。而电催化剂材料的合理设计是实现高效电催化裂解海水产氢的关键。贵金属材料(如铂、铱)以其独特的优势，如容易吸附/脱附氢原子生成氢气，导电性好，在电催化裂解水领域逐步成为了前沿研究的热点之一。考虑到其储量稀少和价格昂贵，贵金属材料并不能实现大规模的使用。因此，寻求一种经济高效的非贵金属基电催化剂变得十分重要。
[0003]获益于独特的电子结构和丰富的储量，过渡金属基纳米材料，尤其是非贵金属纳米电催化剂受到了广泛的研究。近年来，过渡金属硫属化合物(如CoSe2、MoSe2、NiSe2)因其低成本和良好的电化学催化性能而得到广泛的研究。其中，具有接近最佳氢吸附自由能的MoSe2被认为是Pt的有效替代物。然而，MoSe2本身的导电性较差，使其在电催化裂解水的时候性能不够优异。
[0004]因此，如何提供一种经济高效的电催化剂合成方法，推动MoSe2基材料在电催化裂解海水领域的迅速发展和最终实现其工业化是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种尺寸均匀、形貌规则、比表面积大、具有界面相容性，同时具有较高活性和稳定性的硒化钴/二硒化钼复合硒化物电催化剂及其制备方法与应用，以解决上述现有技术存在的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种复合硒化物电催化剂，所述催化剂分子式为CoSe/MoSe2，结构为球状，且直径为3μm。
[0008]有益效果：本专利技术提供的电催化剂中，CoSe和MoSe2具有协同作用，可以优化单个组分的电子结构，提高单个组分的导电性，加速电子的转移速度。海水中的水分子在催化剂的表面吸附，水分子得到电子生成氢质子，随后，两个氢质子结合生成氢气。
[0009]一种复合硒化物电催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)将四水合钼酸胺溶液逐滴加入到六水合氯化钴溶液中，连续搅拌均匀后加入尿素，再次搅拌均匀，得到混合溶液；
[0011](2)将所述混合溶液置于50
‑
150℃条件下反应10
‑
24h，然后将所得固体产物依次进行过滤、洗涤、真空干燥、研磨，得到CoMoO4前驱体；
[0012](3)将所述CoMoO4前驱体分散在去离子水中，得到CoMoO4前驱体悬浮液，然后依次加入硒粉和硼氢化钠混合反应，再将所得固体产物依次进行过滤、洗涤、真空干燥、研磨，得到CoSe/MoSe2电催化剂。
[0013]有益效果：本专利技术中的CoSe/MoSe2电催化剂具有多孔和片状的形貌，可以提供丰富的活性位点，进而，表现出优异的电催化产氢活性和稳定性。
[0014]优选的，步骤(1)中所述逐滴加入滴加速度为1滴/s；
[0015]所述六水合氯化钴溶液的浓度为0.01
‑
0.10mol/L；
[0016]所述四水合钼酸胺溶液的浓度为0.01
‑
0.10mol/L；
[0017]所述六水合氯化钴与四水合钼酸胺的摩尔比为1:(0.1～5.0)；
[0018]所述混合溶液中尿素的浓度为0.01～0.15mol/L。
[0019]有益效果：上述原料为CoMoO4的合成提供钴源和钼源。
[0020]优选的，步骤(1)中所述连续搅拌速率为300～500r/min，时间为0.5
‑
3h，温度为20
‑
100℃；
[0021]有益效果：上述搅拌条件能够加速四水合钼酸铵溶液与六水合氯化钴溶液互相溶解。
[0022]优选的，步骤(1)中所述再次搅拌速率为300～500r/min，时间为10
‑
24h，温度为50
‑
150℃。
[0023]有益效果：上述条件能够为步骤(2)中反应提供高温条件。
[0024]优选的，步骤(2)中所述CoMoO4分散液的浓度为0.01～0.10mol/L；
[0025]所述CoMoO4、硒粉与硼氢化钠的质量比在1:(0.1～5.0)：(0.1～5.0)。
[0026]有益效果：上述原料提供硒源和还原剂。
[0027]优选的，步骤(3)中所述混合反应为：在0～100℃下搅拌0～0.5小时后，升温至100～200℃反应10～24小时。
[0028]有益效果：上述工艺参数条件下，能够保证硒化反应的进行。
[0029]优选的，步骤(2)和(3)中所述洗涤为利用去离子水和乙醇溶液分别洗涤3～5次，所述乙醇溶液浓度为99.5％；
[0030]所述真空干燥温度为5～100℃，时间为8
‑
72h，真空度为133pa～267pa；
[0031]有益效果：上述条件提供真空的干燥环境，对样品进行干燥。
[0032]一种复合硒化物电催化剂在电催化裂解海水产氢中的应用。
[0033]有益效果：本专利技术通过测试得到电催化剂在电催化裂解海水产氢的性能，得知其能够用于电催化裂解海水产氢。
[0034]优选的，将所述CoSe/MoSe2电催化剂分散液滴在玻碳电极上作为工作电极；甘汞电极作为参比电极；石墨电极作为对电极；电解液为碱性海水；所述电解液pH为10
‑
14；
[0035]其中，所述CoSe/MoSe2电催化剂分散液溶剂为水，且浓度为10mg/mL，所述CoSe/MoSe2电催化剂在玻碳电极上的负载量为0.05～0.5mg/cm2。
[0036]优选的，所述海水为碱性海水(KOH+真实海水)，其中，真实海水取自中国黄海，KOH的浓度为1.0mol/L。
[0037]以上条件为测试条件、以及海水的来源和样品的负载量。
[0038]本专利技术公开了一种复合硒化物电催化剂及其制备方法与应用，本专利技术提供的CoSe/MoSe2电催化剂尺寸均匀、形貌规则、比表面积大、具有界面相容性，同时具有较高活性和稳定性在碱性海水中具有优异的产氢性能。另外，本专利技术通过简单的水相合成方法对CoSe/MoSe2电催化剂进行制备，制备条件温和、操作简单、重复性强、对仪器设备要求低，为
大面积应用提供良好的技术基础和物质保证。
附图说明
[0039]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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040]图1为实施例1中制备的CoMoO4前驱体粉末的X射线衍射谱图；
[0041]图2为实施例1中制备的CoSe/本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合硒化物电催化剂，其特征在于，所述电催化剂化学组成为CoSe/MoSe2，结构为球状，且直径为3μm。2.一种如权利要求1所述的硒化钴/二硒化钼复合硒化物电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将四水合钼酸胺溶液逐滴加入到六水合氯化钴溶液中，连续搅拌均匀后加入尿素，再次搅拌均匀，得到混合溶液；(2)将所述混合溶液置于50
‑
150℃条件下反应10
‑
24h，然后将所得固体产物依次进行过滤、洗涤、真空干燥、研磨，得到CoMoO4前驱体；(3)将所述CoMoO4前驱体分散在去离子水中，得到CoMoO4前驱体悬浮液，然后依次加入硒粉和硼氢化钠混合反应，再将所得固体产物依次进行过滤、洗涤、真空干燥、研磨，得到CoSe/MoSe2电催化剂。3.根据权利要求2所述的一种复合硒化物电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述六水合氯化钴溶液的浓度为0.01
‑
0.10mol/L；所述四水合钼酸胺溶液的浓度为0.01
‑
0.10mol/L；所述六水合氯化钴与四水合钼酸胺的摩尔比为1:(0.1～5.0)；所述混合溶液中尿素的浓度为0.01～0.15mol/L。4.根据权利要求2所述的一种复合硒化物电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述连续搅拌速率为300～500r/min，时间为0.5
‑
3h，温度为20
‑
100℃。5.根据权利要求2所...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥超，周岩，梁东东，孙建鹏，李荣福，孙岩，
申请(专利权)人：青岛中石大新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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