一种Cu₇S₄@MoS₂异质纳米骨架材料及其催化电解水制氢的应用

摘要

本发明公开了一种Cu₇S₄@MoS₂异质纳米骨架材料及其催化电解水制氢的应用。本发明采用热分解前驱体的方法，以Cu₇S₄为支撑骨架，通过MoS₂刻蚀得到了表面富含活性边缘位点、具有极高活性和稳定性的超小的环形的Cu₇S₄@MoS₂异质纳米框结构，除去其表面配体后和C粉混合，然后涂覆在电极上应用于催化电解水制氢。作为一种非贵金属催化剂，由于其具有很好的结晶性且富含MoS₂活性边缘位点，能降低水中氢气的析出电位，可以替代铂成为有效的电催化析氢材料，当电流密度达到10mA/cm²和200mA/cm²的时候，过电势仅分别为133mV和206mV，在报道过的MoS₂纳米催化剂中展现出最高活性和高稳定性。由于溶剂热法可以进行合理的扩展，本发明为大量发展其它的非贵金属硫化物催化剂开辟了新的道路。

主权项

一种Cu₇S₄@MoS₂异质纳米骨架材料的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下：a.将4‑6ml油胺和4‑6ml十八烯搅拌混合，然后加入0.1‑0.5mmol的Cu的前驱体和20‑140mg的S的前驱体，在190‑210℃保持10‑20min后，继续加热到260‑310℃时加入0.2‑1mmol的Mo的前驱体和0.4‑2mmol的S的前驱体，在275‑300℃保持5‑30min；b.反应自然冷却后，取出反应液5000‑15000转/分离心5‑20min，将沉淀分散在正己烷中；c.将1‑10mg的C粉分散到正己烷中，然后加入到步骤b的分散液中，超声30‑90min后，5000‑15000转/分离心5‑20min，得到负载在C粉上的纳米晶；d.将负载在C粉上的纳米晶分散到20‑50mL的醋酸中，40‑80℃下搅拌10‑20h除去表面配体，5000‑15000转/分离心5‑20min，得到Cu₇S₄@MoS₂异质纳米骨架材料，将其分散到水和异丙醇的混合溶剂中。