过渡金属掺杂的二硫化锡纳米花及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113753942A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202110979446.3(22)申请日2021.08.25(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人周伟胡玉高薄婷婷徐瑞欣(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人琪琛(51)Int.Cl.C01G19/00(2006.01)C25B1/04(2021.01)C25B1/55(2021.01)C25B11/049(2021.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称过渡金属掺杂的二硫化锡纳米花及其制备方法(57)摘要本发明属于光催化析氢技术领域，公开了一种过渡金属掺杂的单层二硫化锡纳米片及其制备方法，单层二硫化锡纳米片掺杂有过渡金属元素，过渡金属元素的原子含量为2‑8％；其制备方法为：按比例称取SnCl4·5H2O、硫代乙酰胺和过渡金属元素的盐酸盐溶解到去离子水中，加入盐酸并搅拌均匀；水热反应后得到Sn1‑xMxS2沉淀物，将沉淀物通过超声水浴洗涤除去杂质离子，干燥；将得到过渡金属掺杂的二硫化锡纳米片粉末分散到的甲酰胺中，回流后得到的悬浊液超声水浴，离心后的上层悬浊液真空干燥可得到插层剥离的过渡金属的掺杂单层纳米二硫化锡粉末。本发明通过掺杂过渡金属影响表面硫原子对氢离子的吸附能力，从而提高产氢速率。CN113753942ACN113753942A权利要求书1/1页1.一种过渡金属掺杂的单层二硫化锡纳米片，其特征在于，单层二硫化锡纳米片掺杂有过渡金属元素M，所述过渡金属元素M为Ni、Mn、Fe、Co、Cr、Cu中的一种，所述过渡金属元素的原子含量100％×M/(Sn+M)为2‑8％；并且由以下制备方法得到：(1)按比例称取SnCl4·5H2O、硫代乙酰胺和过渡金属元素M的盐酸盐，将上述反应物溶解到去离子水中，之后加入盐酸并且搅拌均匀；(2)将步骤(1)得到的溶液移入反应釜，在反应釜中进行140‑180℃条件下的水热反应12‑24h，得到Sn1‑xMxS2沉淀物，x＝0.02‑0.08；(3)将步骤(2)得到的Sn1‑xMxS2沉淀物通过超声水浴洗涤除去杂质离子，洗涤后得到的沉淀物干燥，得到过渡金属掺杂的二硫化锡纳米片粉末；(4)将步骤(3)获得过渡金属掺杂的二硫化锡纳米片粉末分散到的甲酰胺中，在100‑110℃下回流12‑24h，回流后得到的悬浊液超声水浴，之后在490‑510r/min的转速下离心，离心后的上层悬浊液中包含过渡金属掺杂的单层二硫化锡纳米片，将该上层悬浊液真空干燥可得到插层剥离的过渡金属掺杂的单层纳米二硫化锡粉末。2.根据权利要求1所述的一种过渡金属掺杂的单层二硫化锡纳米片，其特征在于，步骤(1)中所述盐酸与所述去离子水的体积比为1:20‑1:25。3.根据权利要求1所述的一种过渡金属掺杂的单层二硫化锡纳米片，其特征在于，步骤(1)中所述过渡金属元素M的盐酸盐为NiCl2、MnCl2、FeCl3、CoCl2、CrCl3、CuCl2中的一种。4.根据权利要求1所述的一种过渡金属掺杂的单层二硫化锡纳米片，其特征在于，步骤(2)中所述水热反应的温度为180℃，时间为12h。5.根据权利要求1所述的一种过渡金属掺杂的单层二硫化锡纳米片，其特征在于，步骤(4)中二硫化锡纳米片粉末与甲酰胺的比例为1:1‑1.6:1mg/ml。6.根据权利要求1所述的一种过渡金属掺杂的单层二硫化锡纳米片，其特征在于，步骤(4)中的超声水浴时间为10‑20min。7.根据权利要求1所述的一种过渡金属掺杂的单层二硫化锡纳米片，其特征在于，步骤(4)中离心时间不小于20min。8.根据权利要求1所述的一种过渡金属掺杂的单层二硫化锡纳米片，其特征在于，步骤(1)中的盐酸和步骤(4)中的甲酰胺均为分析纯。9.一种如权利要求1‑8中任一项所述过渡金属掺杂的单层二硫化锡纳米片的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：(1)按比例称取SnCl4·5H2O、硫代乙酰胺和过渡金属元素M的盐酸盐，将上述反应物溶解到去离子水中，之后加入盐酸并且搅拌均匀；(2)将步骤(1)得到的溶液移入反应釜，在反应釜中进行140‑180℃条件下的水热反应12‑24h，得到Sn1‑xMxS2沉淀物，x＝0.02‑0.08；(3)将步骤(2)得到的Sn1‑xMxS2沉淀物通过超声水浴洗涤除去杂质离子，洗涤后得到的沉淀物干燥，得到过渡金属掺杂的二硫化锡纳米片粉末；(4)将步骤(3)获得过渡金属掺杂的二硫化锡纳米片粉末分散到的甲酰胺中，在100‑110℃下回流12‑24h，回流后得到的悬浊液超声水浴，之后在490‑510r/min的转速下离心，离心后的上层悬浊液中包含