[发明专利]一种复合碳基十三硫合三钼电化学析氢催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种复合碳基十三硫合三钼电化学析氢催化剂，所述的催化剂包括还原氧化石墨烯碳纳米管气凝胶和十三硫合三钼，十三硫合三钼负载在还原氧化石墨烯碳纳米管气凝胶的网状结构的孔隙和表面上，十三硫合三钼与还原氧化石墨烯碳纳米管气凝胶的质量比为：(1-10)：2。

2.根据权利要求1所述的复合碳基十三硫合三钼电化学析氢催化剂，其特征在于，十三硫合三钼与还原氧化石墨烯碳纳米管气凝胶的质量比为：(1-5)：2。

3.根据权利要求1所述的复合碳基十三硫合三钼电化学析氢催化剂，其特征在于，所述的还原氧化石墨烯碳纳米管气凝胶为还原氧化石墨烯与碳纳米管的复合物，还原氧化石墨烯与碳纳米管的质量比为1：1；所述的还原氧化石墨烯为通过改性的Hummer法制备得到。

4.权利要求1所述的复合碳基十三硫合三钼电化学析氢催化剂的制备方法，包括：

纯化十三硫合三钼晶体制备步骤；

还原氧化石墨烯碳纳米管气凝胶制备步骤；

十三硫三钼复合石墨烯碳纳米管气凝胶制备步骤；

所述的十三硫三钼复合石墨烯碳纳米管气凝胶制备步骤是：将十三硫合三钼、还原氧化石墨烯碳纳米管气凝胶分散到N，N-二甲基甲酰胺中，于100-300℃下密封反应8-20小时制得。

5.根据权利要求4所述的复合碳基十三硫合三钼电化学析氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述的纯化十三硫合三钼晶体制备步骤为：

将(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O溶于超纯水中，然后加入质量浓度20-30％的多硫化铵溶液，混合物在90-100℃下加热4-6天，清洗除去多余的S单质，得到纯化十三硫合三钼晶体。

6.根据权利要求5所述的复合碳基十三硫合三钼电化学析氢催化剂的制备方法，其特征在于，(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O与超纯水的质量比为：1：(4-6)；(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O溶液与多硫化铵溶液的体积比为：1：(5-7)；混合物于96℃下加热1024小时，所得产物依次用超纯水，酒精，二硫化碳清洗除去多余的S单质，得到纯化十三硫合三钼晶体。

7.根据权利要求4所述的复合碳基十三硫合三钼电化学析氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述的还原氧化石墨烯碳纳米管气凝胶制备步骤是：

氧化石墨烯、碳纳米管分别与超纯水超声混合，得到的氧化石墨烯分散液与碳纳米管分散液按质量比1:1的比例混合后加入抗坏血酸再超声混合，得到的产物冷冻干燥，制得还原氧化石墨烯碳纳米管气凝胶。

8.根据权利要求7所述的复合碳基十三硫合三钼电化学析氢催化剂的制备方法，其特征在于，氧化石墨烯分散液的浓度为0.5-2mg/mL，碳纳米管分散液的浓度为0.5-2mg/mL，氧化石墨烯、碳纳米管分别与超纯水超声混合时间为30min；抗坏血酸的加入量为每1mL混合液加入抗坏血酸0.03-0.06g，加入抗坏血酸后再超声处理2小时，超声完成的混合物搅拌混合24小时；冷冻干燥温度为-48～-51℃，干燥时间为48h。

9.根据权利要求4所述的复合碳基十三硫合三钼电化学析氢催化剂的制备方法，其特征在于，十三硫三钼复合石墨烯碳纳米管气凝胶制备步骤中，十三硫合三钼、还原氧化石墨烯碳纳米管气凝胶、N，N-二甲基甲酰胺的比例为1-2mg：2-3mg：1-2mL；所述的分散为超声分散，超声分散时间10min；优选的，十三硫合三钼、还原氧化石墨烯碳纳米管气凝胶、N，N-二甲基甲酰胺的比例为1mg：2mg：1mL。

10.根据权利要求4所述的复合碳基十三硫合三钼电化学析氢催化剂的制备方法，其特征在于，密封反应温度为200℃，反应时间为10小时，反应后自然冷却至室温，离心去除多余的N，N-二甲基甲酰胺，超纯水离心清洗，冷冻干燥，得到十三硫三钼复合石墨烯碳纳米管气凝胶。