CN108546924A - 二硒化钼/石墨复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

二硒化钼/石墨复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种二硒化钼/石墨复合材料，由二硒化钼纳米片和石墨组成，所述二硒化钼纳米片垂直生长于石墨表面，二硒化钼的含量为0.04～10vol％，石墨的含量为90～99.96vol％。本发明提供的二硒化钼/石墨复合材料，垂直生长于石墨表面二硒化钼纳米片表面由很多悬挂键组成，在电解制氢和电催化应用中，悬挂键表面是活性位点，采用的石墨基体具有的多孔层状结构提供了较大的比表面积，增加催化剂的活性位点数量可以提高析氢反应的活性；本发明制备方法的流程简单，制备时间短，成本低廉，可用于大规模的工业生产；二硒化钼/石墨复合材料催化性能较好且较稳定，其塔菲尔系数较小，析氢过电位较低，在电解水析氢领域的应用前景广泛。

Description

二硒化钼/石墨复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于电催化材料制备技术领域，具体涉及一种二硒化钼/石墨复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
二硒化钼(MoSe2)是一种过渡金属二维层状材料，因其具有优异的催化性能、磁性、半导体性质等，在光电、催化、超导等领域具有良好的应用前景。二硒化钼具有类似石墨烯的片状结构，层内Mo原子与Se原子之间以共价键结合，层间则以范德华力连接，层与层之间很容易剥离，导致了其导电性能不佳，直接限制了其进一步应用。
为了提高二硒化钼的电化学性能，利用具有高比表面积，高导电率，力学性能优异的石墨烯、碳纳米管，制备得到复合材料，可广泛应用于电子器件、新能源电极材料及催化材料。Hui Yang在(Chem.Lett,2016,45:69-71)中公开了一种用静电纺丝技术制备了PAN纳米纤维膜，碳化后得到CNFs，采用化学气相沉积(CVD)法将MoSe2负载到CNFs基底上制备出了MoSe2/CNFs复合材料，并将其作为电催化析氢反应的阴极。Shun Mao在(Small,2015,11(4):414)中公开了一种特殊的MoSe2/石墨烯复合材料，先用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)原位生长制备石墨烯，再利用化学气相沉积(CVD)法将MoSe2生长到石墨烯基底上。
但是上述技术存在的缺陷和不足：(1)石墨烯、碳纳米管的价格昂贵，且制备过程容易团聚，分散效果较差；(2)工艺复杂，操作步骤较多，耗时较长，制备效率较低，难以大规模推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二硒化钼/石墨复合材料及其制备方法和应用，以降低生产成本，缩短制备周期，本发明制备工艺简单，制备得到的二硒化钼/石墨复合材料可应用于电解水析氢电极材料。
本发明提供的这种二硒化钼/石墨复合材料，由二硒化钼纳米片和石墨组成，所述二硒化钼纳米片垂直生长于石墨表面，形成二硒化钼层，二硒化钼的含量为0.04～10vol％，石墨的含量为90～99.96vol％。
优选的，所述二硒化钼层的厚度为200nm～10um，所述石墨的厚度为500～1000um。
本发明还提供所述二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，包括：利用直流磁控溅射在石墨表面生成钼薄膜，得到钼/石墨复合材料；将钼/石墨复合材料进行快速硒化处理，得到二硒化钼/石墨复合材料。
优选的，所述的二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)石墨预处理：将石墨依次放入丙酮和无水乙醇中，超声处理5～60min，干燥后得到预处理后的石墨；
(2)直流磁控溅射钼薄膜：将步骤(1)所得预处理后的石墨置于磁控溅射室内后，将磁控溅射室抽真空至8.0×10-4Pa以下，以氩气为工作气体，钼靶材为溅射源，控制氩气的压力为0.2Pa～5.0Pa，进行直流磁控溅射，在石墨表面生成钼薄膜，得到钼/石墨复合材料；
(3)快速硒化：将硒粉放置于刚玉坩埚内，将步骤(2)所得钼/石墨复合材料放置于两个刚玉舟倒扣在一起构成的容器内，使石墨的钼薄膜的一面朝上，然后将放置硒粉和钼/石墨复合材料的容器置于真空度在0.8Pa以下，温度为400～800℃的条件下，热处理5～40min，使二硒化钼纳米片垂直生长于石墨表面，得到所述二硒化钼/石墨复合材料。
优选的，所述步骤(1)中，将超声处理后的石墨置于50～80℃的真空干燥箱内，烘干时间为0.5～2h。
优选的，所述步骤(2)中，钼靶材与石墨之间的距离为5～15cm。
优选的，所述步骤(2)中，直流磁控溅射的功率为30～150W，偏压为-200～0V，所述直流磁控溅射的时间为1～30min。
优选的，所述步骤(2)中，直流磁控溅射过程中，石墨的温度为25～450℃。
优选的，所述步骤(3)中，热处理通过管式炉实现，管式炉包括可抽真空的石英管。
优选的，所述氩气的纯度不低于99.99％，所述钼靶材的纯度不低于99.99％。
本发明提供所述二硒化钼/石墨复合材料的应用，将所述二硒化钼/石墨复合材料应用于电解水析氢电极材料。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
(1)本发明提供的二硒化钼/石墨复合材料，垂直生长于石墨表面二硒化钼纳米片表面由很多悬挂键组成，在电解制氢和电催化应用中，悬挂键表面是活性位点，增加催化剂的活性位点数量可以提高析氢反应的活性。
(2)本发明通过直流磁控溅射在石墨衬底表面生成钼薄膜，然后进行快速硒化，得到二硒化钼/石墨复合材料，本发明制备方法的流程简单，制备时间短，成本低廉，可用于大规模的工业生产。
(3)本发明采用的石墨基体具有的多孔层状结构提供了较大的比表面积，有利于增加活性位点的数量，提高电催化效率，制备的二硒化钼/石墨复合材料催化性能较好且较稳定，其塔菲尔系数较小，析氢过电位较低，在电解水析氢领域的应用前景广泛。
附图说明
图1为本发明实施例1所得二硒化钼/石墨复合材料的SEM图。
图2为本发明实施例2所得二硒化钼/石墨复合材料的SEM图。
图3为本发明实施例3所得二硒化钼/石墨复合材料的SEM图。
图4为本发明实施例1～3所得二硒化钼/石墨电极电解水析氢极化曲线图。
图5为本发明实施例1～3所得二硒化钼/石墨电极电解水析氢塔菲尔斜率。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
本发明提供一种二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)石墨预处理：将20mm×10mm×1mm(长×宽×厚)石墨衬底依次放入丙酮和无水乙醇中，超声处理15min，置于60℃的真空干燥箱内烘干1h，得到预处理后的石墨；
(2)直流磁控溅射钼薄膜：将预处理后的石墨置于磁控溅射室内后，采用直径为60mm的高纯钼靶材(99.99％)，将磁控溅射室抽真空至8.0×10-4Pa以下，钼靶材与石墨衬底距离为12cm，无溅射偏压，基底温度25℃，以高纯氩气(99.999％)为工作气体，溅射功率为60W，将工作压力调至2.0Pa溅射5min，在石墨衬底表面生成钼薄膜，得到钼/石墨复合材料；
(3)快速硒化：称取1.4g硒粉放置于3ml的刚玉坩埚内，将钼/石墨复合材料放置于两个刚玉舟倒扣在一起构成的容器内，使石墨衬底的钼薄膜的一面朝上，然后将刚玉坩埚和两个刚玉舟构成的容器置于管式炉中，利用机械真空泵将管式炉的石英管抽真空至0.8Pa以下，先将样品区域加热至500℃，然后将样品推至样品区域快速加热，保温15min，加热结束，将样品推离样品区，关闭电源，样品自然冷却至室温，得到二硒化钼/石墨复合材料。
实施例2
本发明提供一种二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)石墨预处理：将20mm×10mm×1mm(长×宽×厚)石墨衬底依次放入丙酮和无水乙醇中，超声处理30min，置于80℃的真空干燥箱内烘干0.5h，得到预处理后的石墨；
(2)直流磁控溅射钼薄膜：将预处理后的石墨置于磁控溅射室内后，采用直径为60mm的高纯钼靶材(99.99％)，将磁控溅射室抽真空至8.0×10-4Pa以下，钼靶材与石墨衬底距离为12cm，无溅射偏压，基底温度25℃，以高纯氩气(99.999％)为工作气体，溅射功率为60W，将工作压力调至2.0Pa溅射5min，在石墨衬底表面生成钼薄膜，得到钼/石墨复合材料；
(3)快速硒化：称取1.4g硒粉放置于3ml的刚玉坩埚内，将钼/石墨复合材料放置于两个刚玉舟倒扣在一起构成的容器内，使石墨衬底的钼薄膜的一面朝上，然后将刚玉坩埚和两个刚玉舟构成的容器置于管式炉中，利用机械真空泵将管式炉的石英管抽真空至0.8Pa以下，先将样品区域加热至500℃，然后将样品推至样品区域快速加热，保温5min，加热结束，将样品推离样品区，关闭电源，样品自然冷却至室温，得到二硒化钼/石墨复合材料。
实施例3
本发明提供一种二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)石墨预处理：将20mm×10mm×1mm(长×宽×厚)石墨衬底依次放入丙酮和无水乙醇中，超声处理60min，置于50℃的真空干燥箱内烘干1h，得到预处理后的石墨；
(2)直流磁控溅射钼薄膜：将预处理后的石墨置于磁控溅射室内后，采用直径为60mm的高纯钼靶材(99.99％)，将磁控溅射室抽真空至8.0×10-4Pa以下，钼靶材与石墨衬底距离为12cm，无溅射偏压，基底温度25℃，以高纯氩气(99.999％)为工作气体，溅射功率为60W，将工作压力调至2.0Pa溅射5min，在石墨衬底表面生成钼薄膜，得到钼/石墨复合材料；
(3)快速硒化：称取1.4g硒粉放置于3ml的刚玉坩埚内，将钼/石墨复合材料放置于两个刚玉舟倒扣在一起构成的容器内，使石墨衬底的钼薄膜的一面朝上，然后将刚玉坩埚和两个刚玉舟构成的容器置于管式炉中，利用机械真空泵将管式炉的石英管抽真空至0.8Pa以下，先将样品区域加热至500℃，然后将样品推至样品区域快速加热，保温25min，加热结束，将样品推离样品区，关闭电源，样品自然冷却至室温，得到二硒化钼/石墨复合材料。
实施例4
本发明提供一种二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)石墨预处理：将20mm×10mm×1mm(长×宽×厚)石墨衬底依次放入丙酮和无水乙醇中，超声处理60min，置于80℃的真空干燥箱内烘干0.5h，得到预处理后的石墨；
(2)直流磁控溅射钼薄膜：将预处理后的石墨置于磁控溅射室内后，采用直径为60mm的高纯钼靶材(99.99％)，将磁控溅射室抽真空至8.0×10-4Pa以下，钼靶材与石墨衬底距离为8cm，无溅射偏压，基底温度200℃，以高纯氩气(99.999％)为工作气体，溅射功率为40W，将工作压力调至4.0Pa溅射10min，在石墨衬底表面生成钼薄膜，得到钼/石墨复合材料；
(3)快速硒化：称取1.4g硒粉放置于3ml的刚玉坩埚内，将钼/石墨复合材料放置于两个刚玉舟倒扣在一起构成的容器内，使石墨衬底的钼薄膜的一面朝上，然后将刚玉坩埚和两个刚玉舟构成的容器置于管式炉中，利用机械真空泵将管式炉的石英管抽真空至0.8Pa以下，先将样品区域加热至800℃，然后将样品推至样品区域快速加热，保温10min，加热结束，将样品推离样品区，关闭电源，样品自然冷却至室温，得到二硒化钼/石墨复合材料。
实施例5
本发明提供一种二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)石墨预处理：将20mm×10mm×1mm(长×宽×厚)石墨衬底依次放入丙酮和无水乙醇中，超声处理5min，置于60℃的真空干燥箱内烘干2h，得到预处理后的石墨；
(2)直流磁控溅射钼薄膜：将预处理后的石墨置于磁控溅射室内后，采用直径为60mm的高纯钼靶材(99.99％)，将磁控溅射室抽真空至8.0×10-4Pa以下，钼靶材与石墨衬底距离为15cm，无溅射偏压，基底温度400℃，以高纯氩气(99.999％)为工作气体，溅射功率为150W，将工作压力调至0.5Pa溅射3min，在石墨衬底表面生成钼薄膜，得到钼/石墨复合材料；
(3)快速硒化：称取1.4g硒粉放置于3ml的刚玉坩埚内，将钼/石墨复合材料放置于两个刚玉舟倒扣在一起构成的容器内，使石墨衬底的钼薄膜的一面朝上，然后将刚玉坩埚和两个刚玉舟构成的容器置于管式炉中，利用机械真空泵将管式炉的石英管抽真空至0.8Pa以下，先将样品区域加热至700℃，然后将样品推至样品区域快速加热，保温10min，加热结束，将样品推离样品区，关闭电源，样品自然冷却至室温，得到二硒化钼/石墨复合材料。
应用例1
本发明提供一种二硒化钼/石墨复合材料的应用，将实施例1～3制备的二硒化钼/石墨复合材料应用于电解水析氢电极材料。
电极材料的制备过程为：用绝缘胶带将20×10×1mm的MoSe2/石墨复合材料进行封装，使MoSe2薄膜暴露的几何面积为1cm2；同时将部分MoSe2薄膜用刀片刮除而裸露出石墨材料，组装到Pt电极夹中实现欧姆接触作为工作电极，制备得到MoSe2/石墨工作电极。
测试方法：采用传统的三电极体系在0.5mol/L的H2SO4电解液中的进行析氢反应性能测试。所有的电化学测试都是在常温常压下进行，MoSe2/石墨复合材料作为工作电极，工作电极几何工作面积为1cm2，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，石墨棒为对电极，为减小溶液电阻在参比电极上加鲁金毛细管。
在MoSe2/石墨复合材料进行析氢测试之前，先除去电极表面的气泡，再利用循环伏安法(CV)测试方法对MoSe2薄膜进行预处理，在0～0.8V(vs RHE)电压区间内将电极材料扫10个CV循环，消除MoSe2薄膜表面吸附的一些污染物使电极性能测试更稳定。线性扫描伏安法的测试范围是0.1～-0.7V(vs RHE)，扫速是5mV/s。采用线性扫描伏安法来评价MoSe2/石墨电极材料的催化性能，从阴极极化曲线上可以得到析氢电位、塔菲尔参数等。
图1、图2、图3为实施例1～3所得二硒化钼/石墨复合材料的SEM图，从图1～3可以看出，15min的硒化时间可以在石墨表面生长出大量MoSe2垂直晶片(实施例1)，而较短的硒化时间(5min)和较长的硒化时间(25min)，制备出的MoSe2垂直晶片数量很少，从图1～3可以看出，二硒化钼纳米片的厚度为10～25nm，长度为100～200nm，高度为100～200nm。
图4为本发明实施例1～3所得二硒化钼/石墨电极电解水析氢极化曲线图，在电流密度达到10mA cm-2时，对应的过电位分别为-125mV(vs RHE)(实施例1)，-231mV(vs RHE)(实施例2)，-207mV(vs RHE)(实施例3)，说明实施例1所得二硒化钼/石墨复合材料的催化析氢反应活性最高。
图5为本发明实施例1～3所得二硒化钼/石墨电极电解水析氢塔菲尔斜率，从图可以看出，塔菲尔斜率分别为52.1mV dec-1(实施例1)，101.8mV dec-1(实施例2)，99.2mV dec-1(实施例3)，说明实施例1所得二硒化钼/石墨电极最稳定，在电催化材料技术领域的应用前景较好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种二硒化钼/石墨复合材料，其特征在于，由二硒化钼纳米片和石墨组成，所述二硒化钼纳米片垂直生长于石墨表面，形成二硒化钼层，二硒化钼的含量为0.04～10vol％，石墨的含量为90～99.96vol％。
2.根据权利要求1所述二硒化钼/石墨复合材料，其特征在于，所述二硒化钼层的厚度为200nm～100um，所述石墨的厚度为500～1000um。
3.一种根据权利要求1或2所述的二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，其特征在于包括：利用直流磁控溅射在石墨表面生成钼薄膜，得到钼/石墨复合材料；将钼/石墨复合材料进行快速硒化处理，得到二硒化钼/石墨复合材料。
4.根据权利要求3所述的二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)石墨预处理：将石墨依次放入丙酮和无水乙醇中，超声处理5～60min，干燥后得到预处理后的石墨；
(2)直流磁控溅射钼薄膜：将步骤(1)所得预处理后的石墨置于磁控溅射室内后，将磁控溅射室抽真空至8.0×10-4Pa以下，以氩气为工作气体，钼靶材为溅射源，控制氩气的压力为0.2Pa～5.0Pa，进行直流磁控溅射，在石墨表面生成钼薄膜，得到钼/石墨复合材料；
(3)快速硒化：将硒粉放置于刚玉坩埚内，将步骤(2)所得钼/石墨复合材料放置于两个刚玉舟倒扣在一起构成的容器内，使石墨的钼薄膜的一面朝上，然后将放置硒粉和钼/石墨复合材料的容器置于真空度在0.8Pa以下，温度为400～800℃的条件下，热处理5～40min，使二硒化钼纳米片垂直生长于石墨表面，得到所述二硒化钼/石墨复合材料。
5.根据权利要求4所述的二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将超声处理后的石墨置于50～80℃的真空干燥箱内，烘干时间为0.5～2h。
6.根据权利要求4所述的二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，钼靶材与石墨之间的距离为5～15cm。
7.根据权利要求4所述的二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，直流磁控溅射的功率为30～150W，偏压为-200～0V，所述直流磁控溅射的时间为1～30min。
8.根据权利要求4所述的二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，直流磁控溅射过程中，石墨的温度为25～450℃。
9.根据权利要求4所述的二硒化钼/石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，热处理通过管式炉实现，管式炉包括可抽真空的石英管。
10.一种根据权利要求1或2所述二硒化钼/石墨复合材料的应用，其特征在于，将所述二硒化钼/石墨复合材料应用于电解水析氢电极材料。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110672672A (zh) * 2019-10-21 2020-01-10 陕西师范大学 Zn–In2O3多孔纳米纤维气敏材料的制备方法及应用
CN115094438A (zh) * 2022-07-05 2022-09-23 安徽师范大学 一种一维结构二硒化钼/钼-mof复合纳米材料及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105821391A (zh) * 2016-06-12 2016-08-03 崇义章源钨业股份有限公司 一种垂直基底生长硒化钨纳米片薄膜材料的可控快速制备方法
CN106025210A (zh) * 2016-06-06 2016-10-12 复旦大学 一种硒化钼/石墨烯/碳纳米管复合材料及其制备方法
CN107910249A (zh) * 2017-11-15 2018-04-13 苏州大学 制备二维面内异质结的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106025210A (zh) * 2016-06-06 2016-10-12 复旦大学 一种硒化钼/石墨烯/碳纳米管复合材料及其制备方法
CN105821391A (zh) * 2016-06-12 2016-08-03 崇义章源钨业股份有限公司 一种垂直基底生长硒化钨纳米片薄膜材料的可控快速制备方法
CN107910249A (zh) * 2017-11-15 2018-04-13 苏州大学 制备二维面内异质结的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HONGCHAO LI等: "WSe2 nanofilms grown on graphite as efficient electrodes for hydrogen evolution reactions", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110672672A (zh) * 2019-10-21 2020-01-10 陕西师范大学 Zn–In2O3多孔纳米纤维气敏材料的制备方法及应用
CN115094438A (zh) * 2022-07-05 2022-09-23 安徽师范大学 一种一维结构二硒化钼/钼-mof复合纳米材料及其制备方法和应用
CN115094438B (zh) * 2022-07-05 2023-09-29 安徽师范大学 一种一维结构二硒化钼/钼-mof复合纳米材料及其制备方法和应用

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