[发明专利]一种MoS2纳米粒子形貌可控制备方法

说明书

一种MoS₂纳米粒子形貌可控制备方法。该发明主要包括以下步骤：将钼源、硫源先后加入去离子水中搅拌至完全溶解后，加入酸或碱调节溶液的pH值至一定数值；钼源和硫源的比例为1:2‑1:6，pH值范围为0.1‑14；所得的溶液置于水热釜中静态反应2‑72小时，反应温度为160‑350度；反应结束后冷却，洗涤，真空干燥，得到形貌可控的MoS₂纳米粒子。本发明的合成方法具有条件温和，操作简单，粒子形貌可控，产物均一和产率高等优点。本发明发法所合成的MoS₂在汽柴油加氢脱硫，光电催化，锂离子电池，超级电容器以及润滑等领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种MoS₂纳米粒子形貌可控的制备方法，属于无机纳米材料合领域。

背景技术

MoS₂是一类具有典型层状结构的二维无机化合物，层内的原子以强的化合键键合，层间以弱的范得华力结合，具有很好的光、电、润滑及催化性能，近年来成为了研究热点。根据现有的研究基础表明，二硫化钼作为催化剂的活性中心位于二硫化钼粒子的边位，因此粒子越小，暴露的边位越多，活性也就越高。

MoS₂作为一种加氢催化剂的重要组成部分，其在加氢脱硫和加氢脱氧中都有着重要应用。目前，大量的研究结果都表明MoS₂的形貌对反应的选择性有很大的影响。例如，在加氢脱硫中，对于大分子含硫化合物(主要为存在于柴油中的二苯并噻吩及烷基取代的二苯并噻吩)，其加氢(HYD,Hydrogenation)与脱硫(HDS,Hydrogenolysis)反应的选择性与其堆积层数有很大的关系，堆积层数越低，加氢活性越高(Journal of Catalysis,1994,149,414-427.)；而对于小分子化合物(主要针对汽油中的噻吩及烯烃)，其加氢和脱硫反应的选择性与其粒子尺寸大小有大的关系，长度越长，脱硫选择性越好(Catalysis Today.2010,149,35-39.和Applied Catalysis A:General.2014,471,70-79.)。在加氢脱氧中，其加氢(HYD)与直接脱氧(HDO)反应的选择性与堆积层数也有很大的关系，堆积层数越高，直接脱氧活性越高。综上所述，可以看出MoS₂形貌的调控对其作为催化剂的选择性有很大的影响，因此，MoS₂纳米粒子的可控合成具有十分重要的意义。

目前，合成MoS₂的方法主要有：气固高温硫化法、溶液法、热分解法及水热和溶剂热法等。其中热分解法能实现可控合成不同大小的二硫化钼纳米粒子(Journal ofCatalysis.149,414-427.)，但需要在高温下(400-900℃)，所得的MoS₂比表面积也较小(～10-30m²/g)，且在合成前驱体硫代钼酸铵((NH₄)₂MoS₄)时需要用到有毒的硫化铵((NH₄)₂S)溶液，最重要的是所得到的MoS₂具有疏水性，不利于进一步引入其他金属如钴或者镍，从而限制了其在加氢方面的应用。

水热法是一种被广泛用来合成无极纳米材料的方法，具有操作简单、产物形貌可控等优点；X.Bokhimi等在2001年首次利用钼酸铵和硫脲水热合成MoS₂(InternationalJournal of Hydrogen Energy.2001,26,1271-1277.)，宋春山等首次利用硫代钼酸铵((NH₄)₂MoS₄)和氢气水热合成了超大比表面积(320m²/g)的MoS₂纳米粒子。中国专利CN103086436A公开了一种水热制备纳米MoS₂的方法；中国专利CN105417581A公开了一种利用络和水热合成均一MoS₂纳米花球的方法。