[发明专利]一种电催化水分解用MoSe2/Co0.85Se复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种电催化水分解用MoSe₂/Co_0.85Se复合材料，该复合材料的微观形貌是：MoSe₂/Co_0.85Se复合物的微/纳米棒上负载有硒化钼/硒化钴复合物的纳米片；所述微/纳米棒的长度为1.5‑3.5μm，直径为0.2‑0.5μm。该复合材料是先以硝酸钴和钼酸钠为反应原料经水热反应制备得到复合材料前躯体CoMoO₄；然后，以硼氢化钠、硒粉和所制备的复合材料前躯体为原料经水热反应制得。本发明的制备方法简单，原材料易得，成本低，容易实现产业化生产；所制备得到的复合材料电催化效果好，且具有良好的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种电催化水分解用MoSe₂/Co_0.85Se复合材料及其制备方法与应用，属于微纳米材料制备技术领域。

背景技术

能源是决定社会稳定、进步和发展的基础性因素，当前人类对化石能源的依赖已经造成了严重的环境问题，而化石能源的不可再生性又会成为阻碍人类进步的绊脚石，所以寻求一种新型的可再生能源已经成为人们的迫切希望。水资源在地球上的储存量非常丰富，并且电解水的产物氢气燃烧后也不会产生有害物质，因而氢能作为一种高效清洁的新能源，近年来成为研究热点。为此，急需一种高效、稳定的电催化材料通过电催化水分解来制备氢能。

目前公认的金属铂在电催化方面具有极佳的效果，但是由于其昂贵的成本价，使其实现规模化变得极为不现实。很多学者致力于寻找一种新型的低成本的材料来取得好的催化效果。一些学者已经研究了一些关于电解水催化剂的材料，从目前的现状来看，电解水催化剂存在的两大不足是：材料的催化效果不明显和材料的稳定性差。众所周知，电解水存在一个过电势问题，找到一种合适的催化剂在相同电流密度的情况下具有较低的过电势并同时保持良好的稳定性就变得更加困难。如今，已有关于硒化钴、硫化钴、硫化钼等催化剂的报道。如，中国专利文献CN 103111311A公开了一种复合纳米材料，该材料包括CoSe₂纳米带与负载在其上的MoS₂纳米颗粒；该材料的制备方法包括步骤如下：将钴盐、亚硒酸钠、胺类溶剂与水混合，加热反应后得CoSe₂纳米带；将上述CoSe₂纳米带、四硫代钼酸铵与溶剂混合，加热反应，即得；该发明中CoSe₂纳米带状结构与MoS₂纳米颗粒相互协同作用，提高了复合纳米材料的催化活性。但该发明采用有机溶剂，溶剂热反应温度较高、时间较长，导致成本较高并且不利于环保；同时该发明未公开所制备材料的稳定性相关数据。再如，中国专利文献CN 105381807 A公开了一种二硒化钼/二硒化钴纳米复合材料的制备方法，将钼酸盐、钴盐、二氧化硒加入去离子水中，得到混合液；在混合液中加入与去离子水体积比为0.5～2的络合剂，搅拌，得到乳状液；将乳状液转移至高压釜，在160～240℃反应6～24h，经离心分离、清洗，烘干，并在400～600℃退火1～4h，即得。该发明方法原材料及工艺设备较简单，且得到的复合材料由纳米片自组装得到的微米管组成。但该发明所用原料二氧化硒成本较高，需要经过高温热处理，成本较高；催化效果欠佳，电流密度为54.5mA/cm³时对应的过电势为0.3V，并且未公开所制备材料稳定性相关数据。

由上所述，现有技术中的电解水催化剂的催化效果不理想，稳定性需要进一步的提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种电催化水分解用MoSe₂/Co_0.85Se复合材料及其制备方法；本发明的制备方法简单，原材料易得，成本低，容易实现产业化生产；所制备得到的复合材料电催化效果好，且具有良好的稳定性。

本发明还提供一种电催化水分解用MoSe₂/Co_0.85Se复合材料的应用。

术语说明：