(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211136434.5 (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路 (72)发明人 刘正清　李彬杰　 (74)专利代理 机构 西安凯多 思知识产权代理事 务所(普通 合伙) 61290 专利代理师 赵革革 (51)Int.Cl. C01G 39/06(2006.01) C01G 41/00(2006.01) C01B 19/04(2006.01) B82Y 40/00(2011.01) B82Y 30/00(2011.01) C25B 1/04(2021.01)C25B 11/04(2021.01) (54)发明名称 一种单层1T ′相TMDs空心结构电催化剂制备 方法 (57)摘要 本发明涉及一种单层1T ′相TMDs空心结构电 催化剂制备方法， 包括以下步骤： 将长碳链表面 活性剂和十八烯 的混合物加热到100～120℃抽 真空， 然后在惰性气体保护下升温至280～ 320℃ 后向混合物中注射加入模板和前驱体进行反应， 反应结束后自然冷却至室温， 然后加入正己烷和 乙醇超声洗涤后离心并分散在乙醇中， 去除模板 得到单层1T ′相TMDs空心结构电催化剂， 其中所 述前驱体为硫粉或二苯联硒和五氯化钼或六氯 化钨按摩尔比2： 1分散在油胺中的混合物。 本发 明制得的单层1T ′ ‑TMDs空心结构具有相纯度高、 尺寸均一、 在极性溶剂分散良好的优点， 并且具 有较高的导电性和丰富的催化活性 位点。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115448365 A 2022.12.09 CN 115448365 A 1.一种单层1T ′相TMDs空心结构电催化剂制备 方法， 其特 征在于包括以下步骤： 将长碳链表面活性剂和十八烯的混合物加热到100～120℃抽真空， 然后在惰性气体保 护下升温至28 0～320℃后向混合物中注射加入模板和前驱体进 行反应， 反应结束后自然冷 却至室温， 超声洗涤后将反应产 物离心并分散在乙醇中， 去除模板得到单层1T ′相TMDs空心 结构电催化剂， 其中所述前驱体为硫粉或二苯联硒和五氯化钼或六氯化钨按摩尔比2： 1分 散在油胺中的混合物。 2.按照权利要求1所述的制备方法， 其中所述长碳链表面活性剂为油胺、 油酸、 十二烷 基胺、 十六烷基胺或十八烷基胺中的一种或两种的任意比例的混合物。 3.按照权利要求1所述的制备方法， 其中所述模板为不同形貌的纳米金属或金属硫化 物。 4.按照权利要求3所述的制备方法， 其中所述不同形貌包括纳米颗粒、 纳米片、 纳米线 或纳米棒， 或它 们的任意组合。 5.按照权利要求3所述的制备方法， 其中所述纳米金属或金属硫化物选自铋纳米材料、 硫化铋纳米材 料或硫化铜纳米材 料。 6.按照权利要求1所述的制备方法， 其中所述模板是通过加入盐酸、 硫酸、 硝酸或三辛 基膦中的任意 一种在室温～10 0℃下去除的。 7.按照权利要求1所述的制备方法， 其中所述280～320℃下的反应的时间为10～30分 钟。 8.按照权利要求1所述的制备 方法， 其中长碳链 表面活性剂和十八烯的体积比为2： 3 。 9.按照权利要求1所述的制备方法， 其中所述超声洗涤采用的溶剂是己烷和乙醇的任 意比例的混合物。 10.按照权利要求1所述的制备 方法， 其中所述惰性气体为氮气或氩气。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115448365 A 2一种单层1T ′相TMDs空心结构电催化剂制备方 法 技术领域 [0001]本发明属于， 涉及一种属于材料化学技术领域， 具体涉及一种单层1T ′相TMDs空心 结构电催化剂制备 方法。 背景技术 [0002]电催化产氢， 是迎接 “氢能经济 ”时代、 实现我国 “碳达峰、 碳中和 ”目标最具前景的 制氢技术方向之一。 虽然贵金属铂基材料作为电催化剂在析氢反应中表现出优异的催化性 能， 但因其储量稀少、 价格昂贵等缺点极大限制了该技术的工业化发展。 因此， 探寻一种地 球储量丰富、 成本低的材料来代替铂/碳催化剂是众多研究者的目标。 其中， 拥有层状结构 的过渡金属二硫属化合物(TMDs)因其储量丰富、 制备成本低、 理论电催化活性高等优势被 认为是代替商业铂/碳催化剂最有潜力的材料之一。 TMDs材料根据过渡金属原子与硫族原 子的结合与排布方式不同又分为半导体2H相、 金属1T相和半金属1T ′相。 其中， 半金属1T ′相 TMDs具有相态结构相对稳定、 导电性高、 催化活性位点丰富等优点被广泛应用于电催化领 域。 此外， 构建单层空心结构可充分暴露TMDs催化活性位点， 减少催化剂的用量， 有利于节 约成本。 同时， 得益于空心结构产生的表 面应力可极大提高单层1T ′ ‑TMDs的相态稳定性， 进 而提高1T ′ ‑TMDs电催化剂的催化耐久性。 [0003]目前， 单层1T ′ ‑TMDs的制备方式主要有机械剥离法和化学沉积法， 这些方法普遍 存在效率低、 产物纯度低(70％～80％)、 制备过程复杂等方面的不足。 重要的是， 单层1T ′ ‑ TMDs纳米空心结构的可控制备方法鲜有报道。 此外， 晶相调控、 空心结构设计及单层构建策 略可助力TMDs实现其在电催化能源转换领域的大规模应用。 因此， 探索一种成本低且操作 简单的制备方法可控合成单层1T ′ ‑TMDs纳米空心结构对其在电催化领域的推广具有重要 研究意义和产业 价值。 发明内容 [0004]鉴于现有技术的上述情况， 本发明提出一种简易 的单层1T ′相TMDs空心结构电催 化剂制备方法， 该方法制得的单层1T ′ ‑TMDs空心结构具有半金属1T ′相结构， 并且合 成的样 品有相纯度高、 尺寸均一、 形貌均匀， 易分散 于极性溶剂中等优点。 [0005]本发明的上述目的是通过以下技 术方案实现的： [0006]将长碳链表面活性剂和十八烯的混合物(长碳链表面活性剂和十八烯的体积优选 为2： 3)加热到100～120℃抽真空(目的是去除氧气、 水、 低沸点溶剂等杂质)， 然后在惰性气 体(通常为氮气或氩气)保护 下升温至280～320℃后向混合物中注射加入模板和前驱体进 行反应(反应时间一般为 10～30分钟)， 反应结束后自然冷却至室温， 超声洗涤(通常采用正 己烷和乙醇的任意比例的混合物)后将反应产物离心并分散在乙醇中， 去除模板得到单层 1T′相TMDs空心结构电催 化剂， 其中所述前驱体为硫粉(或二苯联硒)和五 氯化钼(或六氯化 钨)按摩尔比2： 1分散在油胺中的混合物。 [0007]所述长碳链表面活性剂为油胺、 油酸、 十二烷基胺、 十六烷基胺或十八烷基胺中的说　明　书 1/4 页 3 CN 115448365 A 3