缺陷诱导高光催化H2生产二维MoS2纳米层的制备方法与流程

文档序号:12353312阅读:524来源:国知局
缺陷诱导高光催化H2生产二维MoS2纳米层的制备方法与流程

本发明涉及一种缺陷诱导高光催化H2生产二维MoS2纳米层的制备方法,属于光催化剂技术领域。



背景技术:

随着我国经济的快速发展和人民生活水平的普遍提高,对于能源的需求量也日益增加,,氢气是未来取代化石燃料最理想的能源载体。

合适的电催化剂,如Pt、Au、Ag、Cu等金属离子对电化学析氢反应有着重要的作用,但是他们的价格比较昂贵,作为催化剂也受到极大的限制。二硫化钼晶体主要存在着两种晶型:六方晶系和斜方晶系,结构与石墨类似。二硫化钼在析氢反应中可以作为催化剂,而且二硫化钼可以通过不同的方法制取,例如:微机械力剥离法、锂离子插层法、热分解法、化学气相沉积法、水热法与溶剂法[等。二硫化钼作为一种的半导体二维材料,它的间接带隙为约为1.29eV,且二硫化钼的组成在地球上也是大量的存在。所以,在催化方面,二硫化钼有望成为贵金属的代替品。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种缺陷诱导高光催化H2生产二维MoS2纳米层的制备方法,通过四硫代钼酸铵和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)水热法MoS2单体。本发明二维MoS2纳米层光催化剂具有非常好的光催化性能,在常温、常压和光照下,就能快速制取氢气,且具有持久的光催化活性。本产品通过不同温度制备得到了一种廉价高效的光催化剂。

一种缺陷诱导高光催化H2生产二维MoS2纳米层的制备方法,步骤如下:

四硫代钼酸铵在200℃合成二硫化钼:

称取1mmol的四硫代钼酸铵,加入35ml的N,N-二甲基甲酰胺,超声45min,然后将溶液移入50ml的聚四氟乙烯反应釜中,在200℃的鼓风干燥箱中反应24h,待在室温自然冷却后,离心分离,分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次,最后在80℃的真空干燥箱中干燥24h,最终的产物为二维MoS2纳米层单体,标记为MoS2-1。

一种缺陷诱导高光催化H2生产二维MoS2纳米层的制备方法,步骤如下:

四硫代钼酸铵在220℃合成二硫化钼:

称取1mmol的四硫代钼酸铵,加入35ml的N,N-二甲基甲酰胺,超声45min,然后将溶液移入50ml的聚四氟乙烯反应釜中,在220℃的鼓风干燥箱中反应24h,待在室温自然冷却后,离心分离,分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次,最后在80℃的真空干燥箱中干燥24h,最终的产物为二维MoS2纳米层单体,标记为MoS2-2。

本发明的优点:

1、缺陷诱导二硫化钼催化剂具有非常强的光催化性能,对阳光的利用率十分高,能在紫外可光条件下制取大量的氢气,MoS2-1的产氢速率为40.2241μmolh-1m-2,MoS2-2 产氢速率为35.1602μmolh-1m-2

2、MoS2单体光催化剂是一种广泛的催化剂,被大量使用于各行各业中,催化剂本身拥有很好的环保性能,对于使用者和环境都不会产生新的污染,且二硫化钼单体光催化制氢能多次循环利用,是一种价格比较便宜产品。

3、缺陷诱导MoS2单体对比制氢的制备,在本产品生产之前没有人制备。

附图说明

图1:本发明缺陷诱导MoS2单体光催化性能图

图2:本发明缺陷诱导MoS2单体电镜图。

具体实施方式

实施例1

一种缺陷诱导高光催化H2生产二维MoS2纳米层的制备方法,步骤如下:

四硫代钼酸铵在200℃合成二硫化钼:

称取1mmol的四硫代钼酸铵,加入35ml的N,N-二甲基甲酰胺,超声45min,然后将溶液移入50ml的聚四氟乙烯反应釜中,在200℃的鼓风干燥箱中反应24h,待在室温自然冷却后,离心分离,分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次,最后在80℃的真空干燥箱中干燥24h,最终的产物为二维MoS2纳米层单体,标记为MoS2-1。

实施例2

一种缺陷诱导高光催化H2生产二维MoS2纳米层的制备方法,步骤如下:

四硫代钼酸铵在220℃合成二硫化钼:

称取1mmol的四硫代钼酸铵,加入35ml的N,N-二甲基甲酰胺,超声45min,然后将溶液移入50ml的聚四氟乙烯反应釜中,在220℃的鼓风干燥箱中反应24h,待在室温自然冷却后,离心分离,分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次,最后在80℃的真空干燥箱中干燥24h,最终的产物为二维MoS2纳米层单体,标记为MoS2-2。

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