[发明专利]一种缺陷CoS-Co3

说明书

本发明涉及一种缺陷CoS‑Co₃S₄异质结微米片的制备方法，具体的说是CoCl₂·6H₂O、KSCN为前驱体，水热合成缺陷CoS‑Co₃S₄异质结微米片，该缺陷CoS‑Co₃S₄异质结微米片可高效电催化水氧化。

技术领域

本发明涉及一种缺陷CoS-Co₃S₄异质结微米片的制备方法，属于材料的制备领域。

背景技术

过渡金属硫化钴具有CoS、CoS₂、Co₂S₃、Co₃S₄、Co₉S₈等化学形式，它们具有独特的物理化学性质。因硫化钴在光催化、电催化、热催化等领域表现出优异的性能，成为人们研究的热点。硫化钴因表面电子传递速率慢、导电率不高等缺点限制了其在电催化水氧化反应中的应用。因此通过界面工程调控硫化钴表面结构，使其催化水氧化，是近期人们研究的热点。

可控合成微纳米尺寸的硫化钴，构建异质结构，是调变硫化钴表面电子结构的重要方法。例如：Kuila等利用钼酸钠、尿素、草酸钴合成了CoS_x@MoS₂异质结，将其催化水分解，性能优于贵金属RuO₂-Pt/C催化剂(Chemelectrochem 2019，6，430-438)。Lin等构建了CoS/MoS₂和Co₃S₄/MoS₂/Ni₂P纳米管，将其应用于催化水析氢反应，发现Co₃S₄/MoS₂/Ni₂P纳米管有更高的活性，起始电压为60mV,(Journal of Materials Chemistry A，2017，5，25410-25419)。Li等构建了碳包覆的CoS₂-FeS₂异质结纳米片，其在催化析氢反应和析氧反应中表现出较高的催化活性，催化水分解时电压为1.66V，电流密度为10mA/cm²(DaltonTransactions，2020，49，13352-13358)。目前硫化钴与其它元素构建异质结研究较多，单一元素硫化钴构建异质结的研究较少，研究其催化水氧化的反应鲜有报道。

水氧化反应是电解水反应的半反应，目前过电势较高。降低过电势是目前人们研究的热点。因此通过调变硫化钴材料，使其暴露更多活性位点，使其高效催化水氧化具有重要的科学价值。

发明内容：

本发明旨在提供一种缺陷CoS-Co₃S₄异质结微米片的制备方法和在电催化水氧化的应用。

基于上述目的，本发明所涉及的技术方案如下：

1)缺陷CoS-Co₃S₄异质结微米片：将0.2～0.5g CoCl₂·6H₂O，0.2～0.4g KSCN溶解于40～80mL水，将所得液体在反应釜中于230-250℃水热处理10～18h，冷却至室温，产物经离心、干燥得到缺陷CoS-Co₃S₄异质结微米片。

2)将缺陷CoS-Co₃S₄异质结微米片用于催化水氧化，电压为1.55V时，电流密度为10mA/cm²。

本发明具有如下优点：