一种用于提高二硫化钼电催化析氢性能硫醇有机配体修饰策略

背景技术：

1、如今全球正面临着严峻的能源问题，寻找清洁绿色能源成为社会发展的迫切需要。氢能因其来源丰富，热值高，用途广泛及环保无污染等特点而被认为是最具发展潜能的可再生清洁能源。而氢能的可持续清洁生产问题成为阻碍其大规模应用的难题，在众多制氢方式中，电解水制氢以水为反应原料，制氢过程绿色无污染，装置简单且效率高，被认为是清洁且极具发展前景的制氢方式。贵金属铂(pt)基催化剂被认为是目前最好的电解水析氢反应催化剂，但是其价格昂贵，储量低，极大制约了其在大规模应用，因此开发廉价高效的析氢反应电催化剂具有十分重要的研究意义和经济价值。

2、二硫化钼(mos2)作为一种典型的非贵金属催化剂，成本低廉，其边缘具有良好的her反应活性，而且具有独特的纳米片结构、可控的电子结构、优异的化学稳定性，近年来mos2电催化剂在电解水制氢领域备受关注。但mos2依旧存在着导电性差，惰性基面大，易团聚，亲水性差等缺点，这极大地阻碍了mos2催化剂在电解水制氢领域的应用进程。因此，如何改善mos2的电催化析氢反应性能成为电解水制氢领域的研究热点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于提高二硫化钼电催化析氢反应性能的硫醇有机配体修饰策略，以解决上述背景技术中提出的mos2性能不佳的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种用于提高二硫化钼电催化析氢性能的硫醇有机配体修饰策略，包括：

3、选取3-巯基丙酸(c3h6o2s)作为硫醇修饰配体，采取两步水热法将硫醇配体修饰到二硫化钼表面，提高二硫化钼的析氢反应性能。

4、以碳纸为自支撑载体，通过水热法在碳纸上生长二硫化钼，提高二硫化钼的导电性。

5、所述的制备方法包括以下步骤:

6、步骤1：将82.6mg的四水合钼酸铵((nh4)6mo7o24·4h2o)溶解在30ml蒸馏水中，然后加入650mg的硫脲(ch4n2s)和30ml dmf，用1m hcl将混合溶液ph调至1-2，超声搅拌均匀后，将获得的溶液转移到100ml聚四氟乙烯衬里的高压釜中，将碳纸浸入高压釜中的溶液内，在180℃下反应24小时，反应结束后，将生长二硫化钼的碳纸取出并用去离子水浸洗后室温干燥。

7、步骤2：将87ul的硫醇配体溶于30ml dmf和30ml蒸馏水混合溶液中，然后转移到100ml聚四氟乙烯衬里的高压釜中。将步骤1所得的碳纸浸入高压釜中的溶液内，在180℃下反应4小时，反应结束后，将碳纸取出，用去离子水浸洗，洗涤干净后室温干燥过夜，即可获得碳纸上生长的3-巯基丙酸修饰二硫化钼样品。

8、步骤3:使用上海辰华电化学工作站chi770e对制备的电极材料的电催化析氢性能进行电化学性能测试，以ag/agc1电极为参比电极，碳棒为对电极，制备得到的负载二硫化钼的碳纸作为工作电极，1.0m pbs溶液为电解质溶液进行电催化析氢测试。

9、优选的，所述的有机硫醇配体为3-巯基丙酸，其羧基修饰到二硫化钼表面，可改善二硫化钼的亲水性，提高二硫化钼的析氢性能。

10、优选的，所述的碳纸作为二硫化钼生长的自支撑载体，可提高二硫化钼的导电性。

11、优选的，两步水热法的水热温度均为180℃。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1、选取3-巯基丙酸作为硫醇有机配体，其结构中的羧基可修饰到二硫化钼表面，不仅可以改善二硫化钼的亲水性，还可以极大提高二硫化钼的电催化析氢性能。

14、2、选取碳纸作为二硫化钼生长的自支撑载体，可提高二硫化钼的导电性，提高二硫化钼催化析氢性能。

技术特征：

1.一种用于提高二硫化钼电催化析氢性能的硫醇有机配体修饰策略，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种用于提高二硫化钼电催化析氢性能的硫醇有机配体修饰策略，其特征在于：有机硫醇配体包括但不限于3-巯基丙酸等含有巯基的有机硫醇配体。

3.根据权利要求1所述的一种用于提高二硫化钼电催化析氢性能的硫醇有机配体修饰策略，其特征在于：使用包括但不限于四水合钼酸铵((nh4)6mo7o24·4h2o)等含有钼的化合物作为钼源。

4.根据权利要求1所述的一种用于提高二硫化钼电催化析氢性能的硫醇有机配体修饰策略，其特征在于：使用包括但不限于使用硫脲(ch4n2s)等含硫化合物作为硫源。

5.根据权利要求1所述的一种用于提高二硫化钼电催化析氢性能的硫醇有机配体修饰策略，其特征在于：使用包括但不限于使用碳纸作为自支撑导电载体用于生长二硫化钼，以提高催化剂的导电性。

技术总结本发明涉及新能源催化材料技术领域，具体为一种用于提高二硫化钼电催化析氢性能的硫醇有机配体修饰策略。包括:选取3‑巯基丙酸(C<subgt;3</subgt;H<subgt;6</subgt;O<subgt;2</subgt;S)作为硫醇修饰配体，以碳纸为自支撑载体，采取两步水热法将3‑巯基丙酸修饰到二硫化钼表面，所获得的硫醇修饰二硫化钼表现出优秀的中性电解水析氢反应性能。本发明中3‑巯基丙酸的修饰一方面改善了二硫化钼的亲水性，另一方面在二硫化钼表面引入了羧基官能团(‑COOH)，在电催化析氢过程中起到了“质子泵”的作用，极大提升了其在中性条件下的电催化析氢反应动力学。技术研发人员：黄毅超,刘宇航,裴宗慧,刘旭受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）技术研发日：技术公布日：2024/11/14