[发明专利]一种CoP@MoS2

说明书

本发明提供一种CoP@MoS₂复合材料及其制备方法，所述方法包含如下步骤：S1、提供二甲基咪唑钴ZIF‑67；S2、将所述二甲基咪唑钴ZIF‑67加热反应以生成Co₃O₄粉末；S3、将所述Co₃O₄粉末与磷源粉末置于管式炉中，磷化后生成CoP衬底粉末；S4、将所述CoP衬底粉末分散在溶剂中以形成分散液，然后向所述分散液中加入钼源和硫源并置于反应容器中加热反应，反应完成后自然冷却至室温即得所述CoP@MoS₂复合材料。该方法简单，可重复性良好，产率高，所述复合材料具有外部层状，内部中空的结构特点，能够显著增大催化剂的电化学活性表面积，提高催化剂的催化活性和催化稳定性。

技术领域

本发明涉及催化剂材料技术领域，具体涉及一种外部层状，内部中空的CoP@MoS₂复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来，用于电催化析氢的各类非贵金属硫化物、磷化物、复合物等材料发展迅速。二硫化钼(MoS₂)作为其中典型的代表，科研工作者们已经对其做了大量研究。但是，MoS₂(002)晶面的催化惰性以及相对较差的电导率严重限制了其催化性能。因此，针对如何提高MoS₂催化位点的数量和活性以及如何改善材料的固有电导率，进而增强MoS₂的电催化析氢(HER)性能等问题，科研工作者们提出了很多宝贵的解决方案。首先，由于MoS₂的催化活性通常来自于边缘或缺陷处的活性位点，因此可以通过调控样品的形貌结构提高MoS₂的析氢性能，例如树枝状单分子层MoS₂材料具有大量暴露的枝状边缘和缺陷，能够提供催化活性位点。其次，可控相变在调节MoS₂的催化活性中也起着重要作用，它不仅提高了MoS₂的本征电导率，而且还激活了(002)晶面的催化活性。此外，根据理论和实验研究，MoS₂催化位点的活性与位点的氢吸附自由能(ΔG_H⁰)息息相关，例如Pt原子掺杂的MoS₂纳米片(Pt-MoS₂)，相对于纯MoS₂而言，具有显著增强的催化活性，主要是因为掺杂Pt原子可以调控相邻S原子的氢吸附自由能。近年来，选择与导电衬底复合的方式加快电子输运的速率，或者通过衬底与MoS₂的相互作用增强催化位点的活性，是提高MoS₂复合材料电催化性能非常有效的策略。

目前关于CoS@MoS₂的研究很多，而关于CoP@MoS₂报道很少，尚缺少操作简单、可重复性高地制备性能优良的CoP@MoS₂复合材料的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种CoP@MoS₂复合材料及其制备方法，以解决现有技术中MoS₂的自团聚现象和导电性差、活性差等问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种CoP@MoS₂复合材料的制备方法，所述方法包含如下步骤：

S1、提供二甲基咪唑钴ZIF-67；

S2、将所述二甲基咪唑钴ZIF-67加热反应以生成Co₃O₄粉末；

S3、将所述Co₃O₄粉末与磷源粉末置于管式炉中，磷化后生成CoP衬底粉末；

S4、将所述CoP衬底粉末分散在溶剂中以形成分散液，向所述分散液中加入钼源和硫源并置于反应容器中加热反应，反应完成后自然冷却至室温即得所述CoP@MoS₂复合材料。