一种基于Fe7S8/1T MoS2纳米片阵列的高效电催化剂的制备方法技术

技术编号：43891773 阅读：2 留言：0更新日期：2025-01-03 13:06

本发明专利技术公开了一种基于高效电催化应用的Fe<subgt;7</subgt;S<subgt;8</subgt;/1T MoS<subgt;2</subgt;纳米片阵列的制备方法。该方法采用(NH<subgt;4</subgt;)<subgt;6</subgt;Mo<subgt;7</subgt;O<subgt;24</subgt;·4H<subgt;2</subgt;O、CH<subgt;4</subgt;N<subgt;2</subgt;S、L（+）‑抗坏血酸和泡沫铁为主要原料，利用磁力搅拌将(NH<subgt;4</subgt;)<subgt;6</subgt;Mo<subgt;7</subgt;O<subgt;24</subgt;·4H<subgt;2</subgt;O与CH<subgt;4</subgt;N<subgt;2</subgt;S混合并加入L（+）‑抗坏血酸，将混合好的溶液与预处理的泡沫铁在200℃下烧结18 h实现目标产物的制备。本发明专利技术方法以泡沫铁为基底，显著提高了样品的比表面积，增加了表面活性位点，促进了电子传输，提高电催化性能和稳定性。本发明专利技术不仅操作简单，步骤明确，而且具有绿色环保、经济、便捷、重复性高等优点，易于实现大规模生产。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种适用于高效电催化应用的fe7s8/1t mos2纳米片阵列的制备方法。具体的说，在泡沫铁（if）基底上生长fe7s8/1t mos2纳米片阵列，形成具有高效电催化性质的材料。

技术介绍

1、近年来，电解水技术由于其成本较低、效率高、环境友好、安全性较高等优点而引起广泛关注。电解水过程是由阴极的析氢反应（her）和阳极的析氧反应（oer）两个半反应组成。由于纯水不导电，因此实验室常用的电解液主要是硫酸（h2so4）、氢氧化钾（koh）和磷酸缓冲液（pbs）。原理是把析氢反应和析氧反应的催化剂分别涂在阴极和阳极上，之后浸入到电解液溶液中，当电路中有稳定的直流电通过时，氢离子在阴极消耗电子生成氢气，氢氧根离子在阳极失去电子生成氧气。目前使用的贵金属电催化剂如pt和ruo2/iro2，由于其价格昂贵限制了电解水的大范围推广。因此急需寻找一种廉价、高效的电催化剂来降低析氢析氧反应的过电位，提高电催化的效率。过渡金属具有价格低廉、结构及形貌可调控等优点，使其在电催化领域得到了大量的研究和应用。二硫化钼（mos2）是除石墨烯外受到最广泛研究的二维材料，它具有成本低、储量丰富和结构易调控等优点。更重要的是，mos2边缘位点的δgh* 仅为 0.08 ev，甚至优于商用电催化剂贵金属 pt。因此，mos2被认为是最有前途的贵金属 pt 的替代品。根据原子排列和晶胞结构的不同，mos2可主要分为半导体 2h 相和金属 1t相。关于半导体 2h 相的研究最早，但一直受其边缘位点较少、电子迁移率较低等问题限制。而金属相 1t-mos2

技术实现思路

1、为解决上述问题，本专利技术采用简单的一步水热法，以(nh4)6mo7o24·4h2o、ch4n2s、l(+)-抗坏血酸（l-ascorbic acid）和泡沫铁为主要原料，将1t-mos2原位生长在泡沫铁基底上。一方面可有效提高分散性、活性比表面积和化学稳定性，另一方面fe7s8与1t-mos2的相互作用可有效调控界面电子结构，促进载流子的快速迁移，提高电催化效率。

2、本专利技术所提出的一种基于fe7s8/1t mos2纳米片阵列的高效电催化剂的制备方法，具体步骤如下：

3、（1）泡沫铁的预处理：利用丙酮和去离子水清洗，去除泡沫铁表面杂质并进行干燥处理；其中，干燥条件优选为60℃真空干燥6h。

4、（2）fe7s8/1t mos2电催化剂的制备：

5、a、在20ml去离子水中加入0.8~1.2 mmol(nh4)6mo7o24·4h2o和11.2~16.8 mmolch4n2s搅拌溶解；

6、b、在溶液中加入0.0145~0.0155g的l(+)-抗坏血酸并搅拌5min；

7、c、将混合溶液转移到25ml高压釜中，并插入处理好的泡沫铁，在200℃条件下加热18h；

8、d、自然冷却至室温后，取出泡沫铁，利用去离子水和无水乙醇清洗，干燥处理后获得所述fe7s8/1t mos2。

9、本专利技术的有益效果：

10、1、本专利技术采用简单的一步水热法合成了fe7s8/1t mos2，制备了适用于电催化应用的高效电催化剂。

11、2、本专利技术方法以泡沫铁为基底，显著提高了样品的比表面积，增加了表面活性位点，促进了电子传输，提高电催化性能和稳定性。

12、3、本专利技术不仅操作简单，步骤明确，而且具有绿色环保、经济、便捷、重复性高等优点，易于实现大规模生产。

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【技术保护点】

1.一种基于Fe7S8/1T MoS2纳米片阵列的高效电催化剂的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的基于Fe7S8/1T MoS2纳米片阵列的高效电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤a中(NH4)6Mo7O24·4H2O为1mmol， CH4N2S为14mmol。

3.根据权利要求1所述的基于Fe7S8/1T MoS2纳米片阵列的高效电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤b中L(+)-抗坏血酸为0.015g。

4.根据权利要求1所述的基于Fe7S8/1T MoS2纳米片阵列的高效电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤d中干燥处理时的温度为60℃，采用真空干燥方式干燥6h。

5.一种根据权利要求1~4任意一项所述方法制备得到的基于Fe7S8/1T MoS2纳米片阵列的高效电催化剂。

6.根据权利要求5所述的基于Fe7S8/1T MoS2纳米片阵列的高效电催化剂涂在阴极和/或阳极上用于电解水的用途。

【技术特征摘要】

1.一种基于fe7s8/1t mos2纳米片阵列的高效电催化剂的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的基于fe7s8/1t mos2纳米片阵列的高效电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤a中(nh4)6mo7o24·4h2o为1mmol， ch4n2s为14mmol。

3.根据权利要求1所述的基于fe7s8/1t mos2纳米片阵列的高效电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤b中l(+)-抗坏...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹健，金豆豆，刘兴家，付洋，董朝旭，
申请(专利权)人：吉林师范大学，
类型：发明
国别省市：

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