[发明专利]硫化物纳米晶的优化方法和Sn-S-Co纳米晶及其优化产物

说明书

本发明属于纳米领域，特别是属于纳米材料在可再生能源技术中的应用，更为具体的说是涉及层状硫化物纳米晶的优化方法及优化的Sn‑S‑Co纳米晶复合材料，通过对硫化物纳米晶进行可控磷化，能够显著改善硫化物纳米晶的晶体形态，从而能够显著提高材料的OER性能，进而提高其作为催化剂在高效催化燃料电池中的OER应用。经检测其性能优异，并优于目前市售的IrO2，对于可再生能源技术发展具有重要的指导意义。

技术领域

本发明属于纳米领域，特别是属于纳米材料在可再生能源技术中的应用，更为具体的说是涉及硫化物纳米晶的优化方法和Sn-S-Co纳米晶及其优化产物。

背景技术

在过去的几年中，随着能源危机的加剧，我们迫切的需要新的清洁燃料替代化石燃料。

作为一种生产氢燃料的方式，水分解逐渐引起人们的关注。水氧化又称为析氧反应(OER)，作为在电催化水裂解过程中一个重要的半反应，在不同储能和转化系统中发生的电化学反应中起着至关重要的作用，复杂的多步质子耦合电子输运过程，如氢氧键的裂解和氢氧键的形成，导致了OER的慢动力学效应。因此，通过制备有效的电催化剂，降低其过电位来加速OER速率和减少能量输入是必不可少的。

迄今为止，RuO₂和IrO₂等Ru/Ir基材料被认为是最有效、最强大的OER电催化剂。然而贵金属的稀缺性和高成本限制了它们的应用。因此，迫切需要开发一种高效、低成本、高可用性、高耐久性的OER电催化剂来替代贵金属基材料。

文献研究表明，金属硫化物作为最重要的层状非贵金属之一，六方晶系SnS₂由于其丰富，无毒，成本低，稳定性好，已在锂电池，钠离子电池和超级电容器中得到了广泛的研究。

层状非贵金属硫化物及其复合材料由于其高电导率，丰富的活性位点和环境友好性而表现出出色的OER活性。层状金属硫化物电催化剂在OER领域中的存在着无限的潜力。

因此，在可再生能源技术的发展过程中，开发高效、价廉的合金纳米晶，对于OER的电催化剂具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是对硫化物纳米晶进行优化，提高硫化物纳米晶复合材料作为催化剂用于OER的电催化效率。

本发明所要解决的另一问题是提供一种新的具有高电催化效率的硫化物纳米晶复合材料，并对该材料进行优化，使其具有较高的电催化效率。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种硫化物纳米晶的优化方法，所述硫化物纳米晶为层状纳米晶，所述优化方法是通过对硫化物纳米晶进行可控磷化，具体包括以下步骤：

S1：取干燥的硫化物纳米晶溶解，

S2：将硫化物纳米晶升温至230±5℃，加入磷化剂，保温，得到含有优化后的硫化物纳米晶的溶液。

进一步优选的是，还包括S3：经分散、沉降、分离得到优化后的硫化物纳米晶产物。

更为优选的是，还包括有S4：真空干燥，得到干燥的硫化物纳米晶产物。

作为一种优选的技术方案，在步骤S1中，先对硫化物纳米晶进行低温烘干后，再溶解。

进一步优选的是，所述低温烘干是在50±2℃以下进行烘干。

作为一种优选的技术方案，步骤S2中将硫化物纳米晶在沙浴中升温。

作为优选的技术方案，步骤S2中匀速升温至230±5℃，升温速率为5℃·min^-1。

进一步优选的是，在步骤S2中保温时间为30分钟。

作为一种优选的技术方案，所述磷化剂为三正辛基膦。