一种钴基多金属硫化物异质结构纳米材料的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115990493A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202211695047.5(22)申请日2022.12.28(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人陈泽祥余锞周智雨吕慧芳赵扬位华亮(74)专利代理机构电子科技大学专利中心51203专利代理师陈一鑫(51)Int.Cl.B01J27/043(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种钴基多金属硫化物异质结构纳米材料的制备方法(57)摘要该发明公开了一种钴基多金属硫化物异质结构纳米材料的制备方法，属于纳米复合材料制备领域。材料负载在泡沫镍上，可以通过磁铁简单回收，批量清洗烘干再利用；材料的形貌能通过反应物浓度进行调控，有线状、片状、块状可以选择；本发明根据过渡金属的特性，使用多步硫化掺杂的方式构造了丰富的异质结构，使其具有较高的催化效率，且物理化学性质均相当稳定，不易团聚且不易与被催化物发生反应。本材料制作时仅需要简单水热法，且催化时不需要额外能源(光、电等)，低碳环保。CN115990493ACN115990493A权利要求书1/1页1.一种钴基多金属硫化物异质结构纳米材料的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤1：用稀盐酸浸泡洗涤泡沫镍，除去泡沫镍表面的氧化层，取出后用水与乙醇分别超声洗涤去除表面残余的稀盐酸，然后烘干；步骤2：取一定量Co(NO3)2·6H2O，NH4F，尿素，溶解于去离子水中，磁力搅拌至均匀混合，得到的混合溶液中，Co(NO3)2的浓度应为0.015M‑0.07M，NH4F的浓度应为0.03M‑0.15M，尿素的浓度应为0.08M‑0.35M，向混合溶液中加入步骤1中处理好的泡沫镍，然后120℃水热生长5h，反应结束后，泡沫镍上应生长有Co纳米片前驱体，记作Co‑pre‑NS/NF，用水与乙醇分别超声洗去表面多余的材料，再烘干；步骤3：取一定量2‑甲基咪唑，Co(NO3)2·6H2O，将上述原料依次溶解于去离子水中，磁力搅拌至均匀混合，得到的混合溶液中，2‑甲基咪唑的浓度应为0.1M‑0.4M，Co(NO3)2的浓度应为0.015M‑0.07M；加入步骤2的产物Co‑pre‑NS/NF，室温下静置生长，反应结束后，Co‑pre‑NS/NF变为Co‑ZIF‑NS/NF，用水与乙醇分别超声洗去表面多余的材料，再烘干；步骤4：取一定量硫代乙酰胺溶解于去离子水中，得到的溶液中，硫代乙酰胺浓度应为0.03M‑0.1M，加入步骤3的产物Co‑ZIF‑NS/NF，180℃水热反应4h，反应结束后，Co‑ZIF‑NW/NF被硫化成为Co3S4‑NS/NF，用水与乙醇分别超声洗去表面多余的材料，再烘干；步骤5：取一定量CuCl2·2H2O溶解于去离子水中，得到的溶液中，CuCl2的浓度应为0.008M‑0.04M，加入步骤4的产物Co3S4‑NS/NF，160℃水热反应4h，反应结束后，Co3S4‑NS/NF成为CuxCoySz‑NS/NF，CuxCoySz‑NS/NF含有多元硫化物异质结构，具体比例由CuCl2浓度确定；用水与乙醇分别超声洗去表面多余的材料，再烘干；步骤6：取一定量乙酰丙酮铁溶解于去离子水中，得到的溶液中，乙酰丙酮铁的浓度应为0.008M‑0.03M；往上述溶液中逐渐添加氨水直至混合溶液pH值达到11，磁力搅拌至混合均匀后，加入步骤5的产物CuxCoySz‑NS/NF，220℃水热反应12h，反应结束后，CuxCoySz‑NS/NF成为FeCu4@CuxCoySz‑NS/NF，产物FeCu4@CuxCoySz‑NS/NF出现铜铁合金与多元金属硫化物的异质结构，用水与乙醇分别超声洗去表面多余的材料，再烘干。2.如权利要求1所述的一种钴基多金属硫化物异质结构纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，当Co(NO3)2浓度为0.015M时，所得产物形貌为纳米线；所述步骤2中，当Co(NO3)2浓度为0.03M时，所得产物形貌为纳米片；所述步骤2中，当Co(NO3)2浓度为0.07M时，所得产物形貌为块状。3.如权利要求2所述的一种钴基多金属硫化物异质结构纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5中，当CuCl2浓度为0.008M、反应温度为160℃、反应时长为4h时，得到的铜钴硫化物包括：CuCo2S4和Co3S4；所述步骤5中，当CuCl2浓度为0.02M、反应温度为160℃、反应时长为4h时，得到的铜钴硫化物包括：Cu7S4、Co3S4和CoS；所述步骤5中，当CuCl2浓度为0.04M、反应温度为160℃、反应时长为4h时，得到的铜钴硫化物包括：Cu7S4。2CN115990493A说