[发明专利]一种离子液体插层的纳米二硫化钼的制备方法

说明书

本发明公开了一种离子液体插层的纳米二硫化钼的制备方法。包括以下步骤：(1)将一定浓度的钼源和硫源的水溶液分别加入到两份配好的乳化溶液中，乳化形成反相微乳液A和B，将反相微乳液A和B混合得到反相微乳液C，将C进行微乳热处理后分离、洗涤、干燥得到纳米二硫化钼；(2)将步骤(1)制备的纳米二硫化钼分散在离子液体水溶液中，在15～80℃下进行离子交换2～72h，将获得的产物分离、洗涤、干燥，得到离子液体插层的纳米二硫化钼。本发明合成方法具有该制备过程条件温和、操作过程简单安全、无需后续杂质处理，所制备的离子液体插层的纳米二硫化钼具有1.0～4.0nm的层间距、高分散性和5～30nm的颗粒尺寸，具有最极高的边位活性位暴露率。

技术领域

本发明涉及一种离子液体插层的纳米二硫化钼的制备方法，特别涉及一种在反相离子液体微乳液体系中微乳热合成的纳米二硫化钼进行离子交换制备离子液体插层的纳米二硫化钼方法。

背景技术

二硫化钼具有类石墨烯的层状结构。单层的二硫化钼可以看作是一个钼原子层夹在两层硫原子层中间形成的类“三明治”结构。S-Mo-S单层中，每个钼原子与六个硫原子成共价键，呈“三棱柱”状或“八面体”状。层与层之间通过较弱的范德华力连接，形成多层堆积的结构，层与层直接的间距为0.62nm，层内通过较强的化学键相连接。插层结构的二硫化钼具有层间距较大、堆积层数少、缺陷位数量多等特点，这些特点均有助于增加二硫化钼纳米片活性位的暴露，进而提高其在油品催化加氢、电化学催化等过程中的反应活性。

插层是利用二硫化钼层状结构的特性，将客体物质插入到二硫化钼层间而不引起层内化学键的断裂。目前，关于插层结构二维二硫化钼纳米片的合成已有报道，如通过水热溶剂热等方法制备金属离子、有机大分子、O原子(P原子或NH₄⁺)等杂原子插入的硫化钼材料。

CN108067257A公开了一种采用高粘度溶剂溶剂热制备高活性位暴露的纳米二硫化钼加氢催化剂的方法，该发明制备的纳米二硫化钼催化剂通过铵根、金属离子等离子的插层实现了层间距由0.62nm扩大至0.98nm。CN 10660865公开了一种金属阳离子掺杂二硫化钼材料的制备方法。该发明采用向钼源硫源反应溶液中加入配位试剂保护的金属配合物溶液，得到固体粉末，然后进行高温处理得到层间距在0.62nm-1.0nm的金属阳离子掺杂的二硫化钼材料。CN 107540019A公开了一种二硫化钼/石墨烯交替插层结构材料的制备方法，该发明在钼源硫源反应溶液中加入表面活性剂水热得到的固体产物在惰性气氛中进行600-800度高温焙烧，从而得到二硫化钼/石墨烯交替插层结构材料，其中二硫化钼材料层间距为0.95nm。综上可知，上述发明中所制备的层间距扩大的二硫化钼多是由无机阳离子或含碳物质等插入层间导致的，且层间距均小于1.0nm。

CN103275355A公开了一种有机改性二硫化钼纳米片层的制备方法，通过溶剂热法用正丁基锂等插层剂对层状二硫化钼进行插层处理后，对插层的二硫化钼进行水解得到二硫化钼悬浮液，将有机改性剂加入悬浮液中反应生成有机改性的二硫化钼纳米片层，其层间距在1.1-3.0nm。所制备的有机改性的二硫化钼纳米片层在有机溶剂中具有良好的分散性。该发明中，锂离子(如丁基锂，n-C₄H₉Li)先嵌入到二硫化钼粉末层间中形成插层结构的化合物，再与水(质子性溶剂)作用发生剧烈的化学反应，产生氢气，实现二硫化钼的剥离，形成单层或少层的二硫化钼纳米片。但由于n-C₄H₉Li非常活泼，所要求的工作环境比较苛刻，必须在无氧、无水的环境中进行Li离子插入反应，且与水反应后还需要后期处理以去除锂离子。

为了增加二硫化钼纳米片活性位的暴露，提高其在油品催化加氢、电化学催化等过程中的反应活性，需要进一步开发合成方法制备插层结构的二硫化钼纳米催化剂。

发明内容

基于以上问题，本发明提供了一种制备条件温和、操作简单安全、无需后续处理且边位暴露量高的离子液体插层的纳米二硫化钼的制备方法。

本发明所采用的方法如下：