[发明专利]一种异形纳米二硫化钼材料的制备方法

说明书

本发明提出了一种异形纳米级MoS₂材料的制备方法。其制备工艺的特点是先使用多种氧化物纳米颗粒为载体，以钼酸铵为钼前驱物种浸渍氧化物载体，烘干、焙烧后于特定的硫化条件（选取特殊的硫化气氛与硫化温度）下制得负载型MoS₂材料，最后以氢氟酸化学刻蚀去除氧化物载体，即可得到尺寸在几纳米~几十纳米范围，形状由三角形‑切角三角形‑六边形变化的异形纳米级MoS₂材料。异型纳米级MoS₂具有特殊的催化活性，其合成与研发可望在相关领域获得后续应用；特别是二硫化钼（MoS₂）材料在石油馏分油加氢、电化学制氢、固体润滑剂等领域具有广泛的应用。

技术领域

本发明涉及化工材料领域中的一种异形纳米二硫化钼材料的制备方法，其制备的二硫化钼（MoS₂）材料在石油馏分油加氢精制、电化学制氢、固体润滑剂等领域具有广泛的应用。

背景技术

目前，以水热法、溶剂热法等常规合成方法在制备二硫化钼材料存在诸多局限。一方面，所得MoS₂的尺寸一般在几百纳米~微米级别，这限制了其在馏分油加氢、电催化等方面的催化活性或使用性能。如能定向合成纳米级MoS₂材料，可望在相关领域获得较好的应用效果。

另一方面，常规合成方法所得MoS₂材料一般外形呈现为尺寸在几百纳米~微米区间的、花瓣状团簇物质，其实质组成为晶体学稳定的六边形颗粒的聚集体。如能调控MoS₂材料颗粒的外形，不仅限于稳定状态的六边形，其意义是可望为加氢反应、电化学催化等领域提供新的活性中心或者活性位点，进而开发出新型的高活性催化剂。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种制备成为尺寸几纳米~几十纳米范围，形状由三角形-切角三角形-六边形变化，且有利于提高MoS₂材料的各类性质或催化活性的异形纳米级MoS₂材料的制备方法。

本发明的异形纳米二硫化钼材料的制备方法，包括：

（1）预先经过空气气氛焙烧的纳米级氧化物颗粒为载体，浸渍钼酸铵溶液；

（2）经过空气中的干燥、焙烧过程制得负载型氧化钼（MoO₃）材料；

（3）在硫化条件下制得负载型二硫化钼材料；

（4）最后经过氢氟酸化学刻蚀去除氧化物载体，得到异形纳米级二硫化钼材料。

上述方案进一步包括：

步骤（1）中所述纳米级氧化物颗粒为载体包括纳米级的TiO₂、ZrO₂、SiO₂或Al₂O₃载体，各载体材料使用前需经过空气气氛500-600℃焙烧1.5-2.5小时；

步骤（2）中以钼酸铵为钼前驱物种，以前述处理得到的纳米氧化物颗粒载体浸渍钼酸铵水溶液，在空气气氛中烘干后于500-600℃焙烧3.5-4.5小时，得到MoO₃,氧化物载体复合材料，其中钼物种负载量以MoO₃计的质量百分比为5~15%；

步骤（3）中将前述得到的负载型MoO₃材料在硫化气氛为10%H₂S-H₂或10%H₂S-N₂，硫化温度为250~750℃，硫化时间为3.5-4.5小时。

步骤（4）中将步骤（3）得到的氧化物负载的MoS₂复合材料，以氢氟酸化学刻蚀法去除氧化物载体，最终得到纳米级异形MoS₂材料。