[发明专利]MoS2负载塑料析氢催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种MoS₂负载塑料析氢催化剂的制备方法及其应用，其中的MoS₂负载塑料析氢催化剂的制备方法，该制备方法按照以下顺序进行：将塑料在惰性气体的保护下制备出塑料碳基质A；将钼酸铵、硫脲和塑料碳基质A粉末溶于水中形成溶液，然后将溶液转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，得到溶液B，洗涤，干燥，制得MoS₂负载塑料析氢催化剂；其中的MoS₂负载塑料析氢催化剂的应用，所述MoS₂负载塑料析氢催化剂用于工业电催化析氢反应中的催化剂。本发明能够降低电催化析氢反应的成本。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，涉及析氢催化剂的制备,具体地说是一种MoS₂负载塑料析氢催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

为了应对全球能源和环境危机，发展可再生能源技术已成为一种趋势。氢(H₂)作为一种燃烧热值高的可再生环保能源，被广泛认为是未来化石能源的理想替代品。氢燃料电池的迅速发展进一步显示出可持续生产氢的重要性。电催化析氢反应(HER)是一种很有前景的制氢方法，利用2H⁺+2e^-＝H₂，其中氢离子在电催化剂作用下与电子结合生成H₂。而在目前在电催化析氢时，由于金属Pt具有最佳的H⁺吸附和解吸能力，常采用金属Pt作为HER的电催化材料。但金属Pt不仅自然资源有限，而且工业催化应用因成本高。因此，开发低成本、高活性的电催化析氢催化剂取代贵金属铂成为当务之急。

发明内容

为解决现有技术中存在的以上不足，本发明旨在提供一种MoS₂负载塑料析氢催化剂的制备方法及其应用，以达到降低电催化析氢反应的成本的目的。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种MoS₂负载塑料析氢催化剂的制备方法，该制备方法按照以下顺序进行：

(1)塑料碳化

将塑料在惰性气体的保护下制备出塑料碳基质A；

(2)MoS₂负载塑料的制备

将钼酸铵、硫脲和塑料碳基质A粉末溶于水中形成溶液，然后将溶液转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，得到溶液B，洗涤，干燥，制得MoS₂负载塑料析氢催化剂。

作为本发明的限定，步骤(1)中，将塑料置于管式炉中，在惰性气体的保护下，从室温匀速加热到500～900℃保持2～5h，制备出塑料碳基质A。

作为本发明的进一步限定，步骤(1)中，采用的惰性气体为氮气，匀速加热的速率为5℃·min^-1。

作为本发明的另一种限定，步骤(2)中，钼酸铵：硫脲：塑料碳基质A的质量比为1:2:(0.5～2)。

作为本发明的进一步限定，步骤(2)中，将搅拌2～5h形成的均匀溶液转移到10ml聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，并保持在180～250℃反应16～24h后，得到溶液B。

作为本发明的更进一步限定，步骤(2)中，用超纯水和醇分别清洗溶液B至少5次，并在30～80℃下真空干燥24h，制得到MoS₂负载塑料析氢催化剂。

作为本发明的再进一步限定，步骤(2)中所用的醇为甲醇，乙醇或异丙醇中的一种。

本发明还提供了一种利用上述MoS₂负载塑料析氢催化剂的制备方法所实现的MoS₂负载塑料析氢催化剂的应用，其技术方案如下：所述MoS₂负载塑料析氢催化剂用于工业电催化析氢反应中的催化剂。