[发明专利]一种1T相二硫化钼的制备方法

说明书

本发明公开了一种1T相二硫化钼的制备方法，将包含钼源、硫源、铵源的水溶液在160～220℃下水热反应，制得1T相二硫化钼。所述的铵源为有机季铵盐和/或无机铵盐。本发明中，在铵源和水热反应温度的协同作用下，可通过一锅反应制得具有1T相二硫化钼；该制备方法简单、生产效率高、制备过程安全。

技术领域

本发明涉及一种1T相二硫化钼的制备方法，属于无机材料二硫化钼的制备领域。

背景技术

二硫化钼作为一种重要的二维层状纳米材料，由于其特殊的层状结构，较大的比表面积，良好的化学稳定性和热稳定性等特点，广泛应用与摩擦润滑，催化精制，储氢材料，和光电制氢催化剂等诸多领域。总的来说，二硫化钼存在多种晶体结构，最常见的是1T，2H，3R这三种晶体结构。其中，2H和3R相二硫化钼属于半导体，而1T相二硫化钼具有金属性。此外，在光电制氢催化领域内1T相二硫化钼具有杰出的性能。普通2H相二硫化钼导电性能较差，并且其析氢催化活性位主要分布于层状结构边缘，基础面则无活性；而1T相二硫化钼除了导电性能出色之外，其析氢催化活性位同时分布于层状结构边缘和基础面。这使得1T相二硫化钼催化剂成为光电制氢催化领域内的焦点。但是，目前制备1T相二硫化钼的方法主要是通过锂离子插层，然后对二硫化钼进行剥离得到。此方法得到1T相二硫化钼的效率较低，并且制备过程有一定的危险性，无法广泛应用于1T相二硫化钼的制备。

公开号为CN104961353A尽管可以得到二维薄膜，但是无法获得1T相二硫化钼。

发明内容

为解决现有技术无法一锅反应制备1T相二硫化钼的问题，本发明提供了一种一步水热合成1T相二硫化钼的制备方法，旨在简化1T相二硫化钼制备工艺，提升生产效率和制备安全性。

本发明是通过以下步骤实现的：

一种1T相二硫化钼的制备方法，将包含钼源、硫源、铵源的水溶液在160～220℃下水热反应，制得1T相二硫化钼。

本发明中，在铵源和水热反应温度的协同作用下，可通过一锅反应制得具有1T相二硫化钼；该制备方法简单、生产效率高、制备过程安全。

本发明中，所述的铵源为可在水溶液中电离NH₄⁺离子的化合物，例如有机季铵盐、无机铵盐、氢氧化铵等。所述的铵盐优选为水溶性含铵化合物。

所述的有机季铵盐例如为铵根离子的羧酸盐、磺酸盐等。

本发明中，作为优选，所述的铵源为无机铵盐。

进一步优选，所述的铵源为碳酸氢铵、醋酸铵、硫酸铵、硝酸铵、碳酸铵、硫酸氢铵、氯化铵、氢氧化铵中的至少一种。

最优选，所述的铵源为碳酸氢铵。

本发明人发现，所述铵源的投加对1T相二硫化钼产物的制备以及产物中1T相二硫化钼含量具有一定影响。研究发现，所述的铵源和钼源的摩尔比提高，有助于1T相产物含量提升，但摩尔比进一步提高，1T相产物含量提升不明显，且容易造成物料浪费；然而，摩尔比过低则容易导致1T相含量偏低；作为优选，铵源和钼源的摩尔比为2.0～8.0。

所述的铵源和钼源的摩尔比可认为铵源的NH₄⁺和钼源的钼离子的摩尔比；进一步优选，所述的铵源的NH₄⁺和钼源的摩尔比为2.5～7.5。

本发明中，所述的水热反应在密闭环境下进行，例如在水热反应釜中密闭反应。水热反应温度对1T晶相产物含量的提升具有较大影响；高于所述的温度上限容易降低产物中的1T相含量；低于所述的温度下限时，产物二硫化钼结晶性差，1T相含量仍偏低。通过研究发现，本发明中，配合所述铵源的比例和所述的水热反应温度，有助于制备高含量的1T相二硫化钼。