【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电解水制氢电催化，具体涉及一种片状二硫化钼负载铂原子簇的纳米复合材料电催化剂的制备方法。
技术介绍
1、氢能，即氢气，其单位质量燃烧值高且燃烧产物为最为清洁的水，被认为是替代化石能源最理想的含能体能源和燃料。另外，通过分解水来制备氢气，得到氢能，更是使得整个过程成为了原子经济性的绿色过程。
2、氢能能否广泛使用，制氢方法的选择至关重要。目前，电解水法，由于其工艺设备简单，是目前广泛应用于工业生产中的一种制备氢气的方法，也是科研领域研究的一个重要方向。pt、pd等贵金属是目前发现的最好的电解水制氢的催化剂，但是由于其价格昂贵、储量低、易毒化等原因，使其很难被广泛地应用于大规模的工业化生产中。因而寻找替代性电解水催化剂成为了这一领域的一个重要课题。近年来，越来越多的析氢催化剂被开发出来，主要有合金材料、碳材料、碳化物、硫化物、磷化物、氮化物等。其中，碱性体系下的nimo合金催化剂和酸性体系下的mos2基催化剂均展现出了高效的析氢催化剂，有望成为新的替代型催化剂。虽然替代型的析氢催化剂的开发已取得了一定的成果，但是pt仍然是最优的电解水催化剂。综合以上，目前阻碍电解水制氢技术发展的关键问题是催化剂活性不足以及高载量贵金属使用导致较高的能耗与制氢成本。由于具有独特的几何(电子)结构、明确的活性位点及优异的催化性能，单原子催化剂以及单团簇催化剂，在众多反应中均表现出优异的催化性能。因此，为了提高电催化剂活性和利用率，降低电催化剂成本，开发高活性、高耐久性的负载型贵金属单原子或原子团簇电解水制氢电催化剂，降低贵金属
3、不同于酸性her过程，碱性her由于质子浓度大幅下降而导致其动力学过程比酸性her慢2-3个数量级。一方面，碱性her作为高ph环境中最简单的阴极反应，起着基础而重要的作用。另一方面，由于阴离子交换膜燃料电池工艺的日渐成熟以及碱性电解质中oer半反应的快速动力学，因此碱性her体系研究是十分重要的。当前，用于碱性析氢的催化剂较少。寻找合适的载体，制备单原子催化剂用于在碱性条件下析氢是急需解决的问题。另外，众多科研工作报道了通过纳米化、阵列化、掺杂、与碳材料复合等方法处理催化剂可以增大催化剂的表面积，增多具有催化活性的位点，增强催化剂导电性，从而进一步提高已有的催化剂的催化活性。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术以酸性介质中催化性能较好的mos2为载体，提出了一种mos2负载pt原子簇的纳米复合材料的制备方法，所制备的纳米材料在碱性电解液中具有优异的电解水制氢性能。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种碱性电解水制氢用二硫化钼负载铂纳米团簇的复合电催化剂的制备方法，步骤如下：
4、(1)mos2的制备：在搅拌条件下，将质量比为1:10-1:15的钼酸铵和硫脲溶解于二次水中，得到混合溶液，钼酸铵在混合溶液中的浓度为0.1g l-1；反应10-50min后，将上述混合溶液转移至反应釜中，在160-200℃温度下水热反应20-28h；自然降温后分别用无水乙醇和二次水离心收集固体样品，真空干燥过夜后在惰性气氛下对样品进行热处理；热处理温度为450-550℃，升温速率为1-5℃min-1，热处理时间为1-3h，得到mos2；
5、(2)mos2负载铂原子簇的制备：将mos2溶解于二次水中，搅拌条件下再加入浓度为1.5-2.5mm的氯铂酸溶液，其中，mos2在反应体系中的浓度为1.25g l-1，氯铂酸在反应体系中的浓度为0.65g l-1；将上述混合溶液在30-60℃水浴中反应2-4h，自然降温后分别用无水乙醇和二次水离心洗涤，真空干燥后获得二硫化钼负载铂纳米团簇的复合电催化剂。
6、二硫化钼负载铂纳米团簇的复合电催化剂在碱性电解水制氢中的应用。
7、本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术采用的方法合成的二维mos2纳米片负载铂原子簇的纳米复合材料，基底mos2形貌均一，厚度较小，且能够互相交联在一起形成三维网状结构，利用其作为基底负载铂纳米簇不仅能够提供较大的比表面积，还能够有效地提高电解水产氢过程中电子传输速度。热处理过程中，热处理温度对材料的结构有较大的影响，温度过高时mos2的结构易发生坍塌，三维网状结构被破坏掉，而温度较低时前驱体并不能完全形成mos2纳米材料。本专利技术制备的pt@mos纳米复合材料中铂原子簇能够均匀的分散在mos2表面，且重现性好，合成方法简单易行。在制备过程中，氯铂酸用量对材料的性能和成本有较大的影响。氯铂酸浓度过低时获得的pt@mos2纳米复合材料的活性中心较少，材料的性能较差。氯铂酸浓度过高时制备的pt@mos2纳米复合材料的活性中心会堆积到一起，结果是不仅没有提高材料的活性，还会提高催化剂材料的成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种碱性电解水制氢用二硫化钼负载铂纳米团簇的复合电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的碱性电解水制氢用二硫化钼负载铂纳米团簇的复合电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，热处理温度为500℃。
3.根据权利要求1所述的碱性电解水制氢用二硫化钼负载铂纳米团簇的复合电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，氯铂酸溶液的浓度为2mM。
【技术特征摘要】
1.一种碱性电解水制氢用二硫化钼负载铂纳米团簇的复合电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的碱性电解水制氢用二硫化钼负载铂纳米团簇的复合电催化剂的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：易绣光，刘利民，王志军，邓霏，惠伟，曾慧蕾，刘长松，袁贤诸，吴文驰，
申请(专利权)人：井冈山大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。