【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂材料领域，涉及一种钴掺杂的nis@mos2催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着工业的发展能源和环境问题日益突出，开发利用可持续的清洁能源替代现代化石能源迫在眉睫，对于化石燃料制备氢气来说，电解液水技术原料来源广，产氢纯度高，可操作性强，无温室气体排放和高效率等诸多优点，被认为是最有前景的制氢方法之一。
2、但是目前拥有一个巨大的挑战是缺乏廉价和优良的电催化剂，需要低过电位和小塔菲尔斜率的催化材料以推动有效的析氢反应。电化学水分解制氢效率受析氢反应(her)和析氧反应(oer)这两个重要反应的限制。尽管，铂基和铱基等贵金属催化剂已分别被确定为具有her和oer优良催化性能的电催化剂。然而，这些贵金属催化剂在全球储量匮乏并且价格过高限制了它们的广泛应用。
3、cn107999093a公开了一种钴掺杂二维硒化钨电催化剂及其制备方法。将硒粉、硼氢化钠分散于nn-二甲基甲酰胺中，在40～60℃条件下搅拌均匀；将二水合钨酸钠和四水合乙酸钴溶解于水中；混合两溶液，搅拌均匀；于160～200℃条件下反应8～12h；反应结束后，离心洗涤，将所得沉淀在真空下干燥；所得产物在惰性气体保护下300～500℃碳化3～5h，即得催化剂。但是制备过程复杂，且制备得到的催化剂的产循环稳定性需要进一步提升。
4、cn111437819a公开了一种合成钴掺杂镍铁网状纳米片阵列高效双功能电催化剂的方法和应用。通过简单的两锅水热法，首先对泡沫镍进行预处理，然后将预处理过的泡沫镍浸入钴盐溶液水热反应后，取
5、因此，如何制备一种长循环稳定性的高催化活性的电化学催化剂，是本领域重要的研究方向。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种长循环稳定性的高催化活性的钴掺杂的nis@mos2催化剂及其制备方法和应用。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术目的之一在于提供一种钴掺杂的nis@mos2催化剂，所述催化剂为核壳纳米棒状结构，所述催化剂的核为nis，所述催化剂的壳为mos2，所述催化剂中均匀分散有钴元素。
4、本专利技术提供一种钴掺杂的nis@mos2催化剂，纳米棒结构稳定，赋予了材料的长循环稳定性，且能够暴露出大量的活性位点，同时在钴的掺杂作用下调整了材料表面的电子结构，进而提高催化剂材料的导电率。
5、本专利技术中钴掺杂的nis@mos2催化剂为核壳结构，在mos2的包覆作用下，与nis能够产生大量的异质结，有效的提高了材料的oer性能，本专利技术的核与壳均选择硫化物是因为硫化物本身的her性能较好，钴掺杂的nis@mos2催化剂在全水分解时表现优异。
6、作为本专利技术优选的技术方案，所述nis和mos2的摩尔比为1:(5～7)，其中所述摩尔比可以是1:5、1:6或1:7等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
7、本专利技术目的之二在于提供一种如目的之一所述的钴掺杂的nis@mos2催化剂的制备方法，所述制备方法包括：
8、将含镍基底、钴源、溶剂、钼源和硫源混合后加热，得到所述钴掺杂的nis@mos2催化剂。
9、本专利技术中的制备方法简单，成本低廉，本专利技术采用了元素掺杂的方法，调节了微观结构、形貌和电子结构来有效提高催化剂的活性。
10、作为本专利技术优选的技术方案，所述含镍基底包括nf。
11、优选地，对所述含镍基底进行预处理，所述预处理的方法包括：对含镍基底依次进行酸浸和洗涤。
12、本专利技术中对含镍基底进行酸浸，有效地去除镍基地表面的氧化层。
13、优选地，所述酸浸的酸浸液包括盐酸溶液。
14、优选地，所述盐酸溶液的浓度为0.8～1.2m，其中所述浓度可以是0.8m、0.9m、1.0m、1.1m或1.2m等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
15、优选地，所述酸浸的时间为1～3h，其中所述时间可以是1h、2h或3h等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16、优选地，所述酸浸过程中采用超声处理。
17、酸浸过程中采用超声处理的优点镍基底能充分反应，达到预处理的目的。
18、优选地，所述洗涤的方法包括：用乙醇和去离子水洗涤。
19、作为本专利技术优选的技术方案，所述钴源包括zif-67。
20、本专利技术中钴源采用钴离子穿梭性好，且可塑性强和表面活性高的十二面体的zif-67。
21、优选地，所述钼源包括na2moo4。
22、优选地，所述硫源包括ch4n2s。
23、优选地，所述溶剂包括水。
24、优选地，所述钼源和硫源的质量比为1:(4～10)，其中所述质量比可以是1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1:(6～10)。本专利技术中硫源的添加量过多或过少，均会对制备得到的催化剂的形貌产生一定影响，性能也会产生一定的影响。
25、作为本专利技术优选的技术方案，所述混合的方法包括以下步骤：
26、(1)将含镍基底、钴源和溶剂依次进行混合和第一超声处理，得到第一溶液；
27、(2)在步骤(1)所述第一溶液中加入钼源和硫源后，依次进行混合和第二超声处理，完成所述混合。
28、本专利技术中步骤(1)先将含镍基底、钴源和溶剂进行混合得到第一混合液，制备得到一个反应位点开始，给核壳结构一个生长基底。再结合步骤(2)在第一溶液中加入钼源和硫源，更有利于后期形成核壳结构的催化剂。
29、作为本专利技术优选的技术方案，所述第一超声处理的时间为20～40min，其中所述时间可以是20min、22min、24min、26min、28min、30min、32min、34min、36min、38min或40min等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
30、优选地，所述第二超声处理的时间为20～40min，其中所述时间可以是20min、22min、24min、26min、28min、30min、32min、34min、36min、38min或40min等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
31、作为本专利技术优选的技术方案，所述加热的温度为180～220℃，其中所述温度可以是180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃或220℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
32、本专利技术中加热的温度过高会使结构坍塌，加热的温度过低可能导致反应不完全，不能达到硫化的效果。
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【技术保护点】
1.一种钴掺杂的NiS@MoS2催化剂，其特征在于，所述催化剂为核壳纳米棒状结构，所述催化剂的核为NiS，所述催化剂的壳为MoS2，所述催化剂中均匀分散有钴元素。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述NiS和MoS2的摩尔比为1:(5～7)。
3.一种如权利要求1或2所述的钴掺杂的NiS@MoS2催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含镍基底包括NF；
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述钴源包括ZIF-67；
6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合的方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一超声处理的时间为20～40min；
8.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为180～220℃；
9.根据权利要求3-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
10.一种如权利要求1或2所述的钴
...【技术特征摘要】
1.一种钴掺杂的nis@mos2催化剂，其特征在于，所述催化剂为核壳纳米棒状结构，所述催化剂的核为nis，所述催化剂的壳为mos2，所述催化剂中均匀分散有钴元素。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述nis和mos2的摩尔比为1:(5～7)。
3.一种如权利要求1或2所述的钴掺杂的nis@mos2催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含镍基底包括nf；
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述钴源包括zif-6...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴权轩，郭冬来，郭伟昊，马秋玉，吕文博，温天宇，赵洪辉，孙羽，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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