一种具有双内建电场的CoS/MoS2异质结催化材料的制备方法技术

在水分解制氢领域，用硫氧化反应取代析氧反应，可以显著降低能源消耗，消除环境污染物。但由于催化剂的性能问题使该技术受到阻碍。本发明专利技术构建的硫化物催化剂，其梯度结构包括纳米颗粒，纳米片和微粒。用水热法，通过结构断裂硫化策略实现了具有CoS/MoS<subgt;2</subgt;/CoS双异质结的“纱球”状核/壳CoS/MoS<subgt;2</subgt;，该异质结催化剂显示出优异的电催化性能。在1mol/L NaOH溶液中，5mV/s扫速下伏安法线性扫描结果：其HER在10mA cm<supgt;‑2</supgt;时的过电位仅为122mV，同时耐久性能良好。CoS/MoS<subgt;2</subgt;异质结的SOR反应在工作电位分别为0.29和0.59V.RHE下，也分别达到了10和100mA cm<supgt;‑2</supgt;的阳极电流密度。组装的全解水系统中，它只需要0.528V的电位就可达10mA cm<supgt;‑2</supgt;电流，并保持了168h的耐久性。结果表明此工艺简单有效，电化学性能优异，有很大应用潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料与电化学催化，具体涉及一种具有双内建电场的cos/mos2异质结催化材料的制备方法。

技术介绍

1、由于化石燃料的枯竭和环境污染的增加，迫切需要可持续且环境友好的可再生能源。氢被认为是一种优秀的替代能源载体，因其具有高能量密度、纯度、环境友好和可持续性。电催化水分解作为一种特殊而清洁的可再生能源技术，已成为生产高纯度氢的方法。然而，然而，由于阳极端的氧气析出反应(oer：4oh-→o2+2h2o+4e-，1.23v vs.rhe)的多质子耦合电子转移反应动力学缓慢和理论电位高，导致目前碱性电解槽需要高电压(>1.8v)驱动，制备的氢气成本高，难以大规模推广应用。然而，近年来的研究表明，可以利用热力学上更有利的小分子电氧化反应(如尿素、甲醇、乙醇、乙二醇、甘油、甲酸、5-羟甲基糠醛、肼等)来替代析氧反应，以提高电化学效率。这种思路为解决电效率问题提供了一种开创性的方案。与上述小分子电氧化反应相比，硫氧化反应具有较低的热力学氧化电位(sor，s2-＝s+2e-，-0.48v vs.rhe)。此外，由于硫化钠试剂广泛应用于造纸、皮革制本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.CoS/MoS2异质结催化剂，是一种通过反常规的“形貌破碎策略”构建的，具有纳米颗粒/纳米片/微米颗粒的多尺度分级结构且具有双内建电场。

2.根据权利要求1所述的CoS/MoS2异质结催化材料，其制备方法包括有以下步骤：

3.根据权利要求2所述的CoS/MoS2异质结催化材料的制备方法，其特征在于步骤1)中，Co(NO)3·6H2O的物质的量为0.5～6mmol，NH4F的物质的量为2～10mmol，尿素的物质的量为1～15mmol，去离子水的体积为40～75mL。

4.根据权利要求2所述的CoS/MoS2异质结催化材料的制备方法，其特征在于步骤2...

【技术特征摘要】

1.cos/mos2异质结催化剂，是一种通过反常规的“形貌破碎策略”构建的，具有纳米颗粒/纳米片/微米颗粒的多尺度分级结构且具有双内建电场。

2.根据权利要求1所述的cos/mos2异质结催化材料，其制备方法包括有以下步骤：

3.根据权利要求2所述的cos/mos2异质结催化材料的制备方法，其特征在于步骤1)中，co(no)3·6h2o的物质的量为0.5～6mmol，nh4f的物质的量为2～10mmol，尿素的物质的量为1～15mmol，去离子水的体积为40～75ml。

4.根据权利要求2所述的cos/mos2异质结催化材料的制备方法，其特征在于步骤2)中高温加热反应的温度为80～200℃，反应时间为2～24h。

5.根据权利要求2所述的cos/mos2异质结催化材料的制备方法，其特征在于步骤4)中na2moo4·2h2o的物质的量为0.5～8mmol，硫脲的物质的量为2～20mmol，去离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆阳，高凯文，王麒钧，刘毅峰，郭静慧，钱宇，王海人，
申请(专利权)人：武汉森宁开源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：