[发明专利]MoS2/ZnO析氢催化剂的制备与应用

说明书

本发明公开了一种MoS₂/ZnO析氢催化剂的制备与应用，包括以下步骤：1)将一定量的钼酸钠（Na₂MoO₄·2H₂O），硫脲(H₂NCSNH₂)依次加到去离子水中，超声25min得到混合均匀的溶液，将混合溶液加入一定量的柠檬酸(C₆H₈O₇)，搅拌10min得到澄清溶液；2）将澄清溶液转移到100ml的聚四氟乙烯高压反应釜中进行水热反应；3）反应结束后，进行离心洗涤，然后放在烘箱中干燥处理得到MoS₂；4）取一定量的MoS₂溶解在水中，超声20min后，依次加入一定比例的氯化锌(ZnCl₂)和氢氧化钠(NaOH)，磁力搅拌30分钟形成混合均匀的溶液；5）将混合溶液转移到50ml的聚四氟乙烯高压反应釜中进行水热反应；6）反应结束后，将混合溶液进行离心洗涤，放在干燥箱中进行烘干处理得到MoS₂/ZnO复合催化剂；7）进行析氢电化学测试。本发明制得的MoS₂/ZnO具有良好的析氢催化活性，其中MoS₂/ZnO比ZnO的起始电位（电流密度为1mA/cm²时的电位）正移140mV。

技术领域

本发明涉及一种MoS₂/ZnO析氢催化剂的制备与应用。

背景介绍

随着人类社会的快速发展，化石燃料的消耗日益增加，造成了严重的环境退化和全球变暖，这已经引起人们的高度重视，特别的是现在主要的能源供应是不可再生能源，如煤炭、石油和天然气；为解决上述问题，必须制定清洁、可再生、高效的能源转换战略以取代化石燃料的应用。电催化作为电化学的一部分，与电化学能量转换、功能材料合成、环境保护密切相关。研究电催化技术是应对能源危机和环境污染的可行方案。目前，直接甲醇燃料电池和水解技术已被公认为两种新能源和可再生能源的技术。

氢气作为新兴能源的代表，相比于传统的化石燃料具有巨大优势，即：燃烧放出的能量高；燃烧后的产物为水，不会对环境造成污染；来源广泛，用之不竭。氢气在未来的能源开发中具有良好的前景；通过电解水制得氢气是现在制取氢气的重要组成部分，但是由于在析氢反应中存在析氢过电位，导致能耗增加限制了水解产氢的商业化应用，这就需要研发具有高催化活性且稳定的催化剂来应对上述问题。氧化锌由于具有绿色、成本低的优点深受研究者的喜爱，并且在掺杂改性后具有良好的析氢反应活性。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种MoS₂/ZnO析氢催化剂的制备与应用，制备的MoS₂/ZnO析氢催化剂能够提升析氢反应的效率，并且具有成本低、无污染的优点。

本发明的MoS₂/ZnO析氢催化剂的制备与应用，包括以下步骤：

1) 将一定量的钼酸钠（Na₂MoO₄·2H₂O），硫脲(H₂NCSNH₂)依次加到去离子水中，超声25min得到混合均匀的溶液，将混合溶液加入一定量的柠檬酸(C₆H₈O₇)，搅拌10min得到澄清溶液；

2）将澄清溶液转移到100ml的聚四氟乙烯高压反应釜中进行水热反应；

3）反应结束后，进行离心洗涤，然后放在烘箱中干燥处理得到MoS₂；

4）取一定量的MoS₂溶解在水中，超声20min后，依次加入一定比例的氯化锌(ZnCl₂)和氢氧化钠(NaOH)，磁力搅拌30分钟形成混合均匀的溶液；

5）将混合溶液转移到50ml的聚四氟乙烯高压反应釜中进行水热反应；