[发明专利]一种富缺陷的Co3S4超薄多孔纳米片材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种富缺陷的Co₃S₄超薄多孔纳米片材料，其特征在于：纳米片上具有孔状结构，在所述纳米片的边缘和孔洞内存在大量的电催化活性位点，该电催化活性位点为低配位的Co原子，所述纳米片的厚度为0.5-3nm；按照下述步骤制备：

步骤1，称取四水合醋酸钴和硫代乙酰胺在冰水浴环境下溶于去离子水，待完全溶解后加入三乙烯四胺，其中四水合醋酸钴、硫代乙酰胺、去离子水和三乙烯四胺的质量体积比为(0.15-0.30)：(0.05-0.08)：(3.6-7.2)：(7.2-14.4)，自室温20-25℃下磁力搅拌30min至分散均匀后置于水热反应釜中，在150-200℃条件下反应15-20h，冷却至室温将产物离心分离后依次用去离子水及乙醇洗涤3-5遍，置于真空干燥箱中，在50-80℃条件下干燥4-8h，得到黑色反应产物Co₃S₄/TETA杂化前驱体；

步骤2，将步骤1得到的Co₃S₄/TETA杂化前驱体放入瓷舟中用氩气等离子体处理，处理时间为15-30min，功率为250-400W，压力为50-100Pa，气体流速为100-300mL min^-1，将处理后得到的产物用乙醇洗涤并于30-60℃条件下干燥6-10h得到富缺陷的Co₃S₄超薄多孔纳米片材料。

2.根据权利要求1所述的一种富缺陷的Co₃S₄超薄多孔纳米片材料，其特征在于：所述纳米片的厚度优选为1-1.5nm。

3.根据权利要求1所述的一种富缺陷的Co₃S₄超薄多孔纳米片材料，其特征在于：所述步骤1中四水合醋酸钴、硫代乙酰胺、去离子水和三乙烯四胺的质量体积比优选为(0.20-0.25)：(0.06-0.07)：(4.8-6)：(9.6-12)，置于水热反应釜中的反应温度优选为155-165℃，反应时间优选为16-18h，置于真空干燥箱中的干燥温度优选为60-70℃，干燥时间优选为5-6h。

4.根据权利要求1所述的一种富缺陷的Co₃S₄超薄多孔纳米片材料，其特征在于：所述步骤2中等离子体处理的时间优选为20-25min，功率为300-350W，压力为60-80Pa，气体流速为150-200mL min^-1，干燥温度优选为50-60℃，干燥时间优选为6-8h。

5.一种富缺陷的Co₃S₄超薄多孔纳米片材料的制备方法，其特征在于：按照下述步骤进行：

步骤1，称取四水合醋酸钴和硫代乙酰胺在冰水浴环境下溶于去离子水，待完全溶解后加入三乙烯四胺，其中四水合醋酸钴、硫代乙酰胺、去离子水和三乙烯四胺的质量体积比为(0.15-0.30)：(0.05-0.08)：(3.6-7.2)：(7.2-14.4)，自室温20-25℃下磁力搅拌30min至分散均匀后置于水热反应釜中，在150-200℃条件下反应15-20h，冷却至室温将产物离心分离后依次用去离子水及乙醇洗涤3-5遍，置于真空干燥箱中，在50-80℃条件下干燥4-8h，得到黑色反应产物Co₃S₄/TETA杂化前驱体；

步骤2，将步骤1得到的Co₃S₄/TETA杂化前驱体放入瓷舟中用氩气等离子体处理，处理时间为15-30min，功率为250-400W，压力为50-100Pa，气体流速为100-300mL min^-1，将处理后得到的产物用乙醇洗涤并于30-60℃条件下干燥6-10h得到富缺陷的Co₃S₄超薄多孔纳米片材料。