本发明涉及一种ni3s4-nis2-fes2纳米片的制备方法,属于材料的制备领域。
背景技术:
过渡金属硫化物因其复杂的结构类型和价态,成为人们研究的热点。硫化镍、fes2在地壳中含量丰富,具有优异催化性能。由于ni、s计量比不同、合成方法不同,硫化镍的组成也不同,目前主要有ni3s2、nis、ni7s6、ni3s4、nis2等化合物。fes2因导电率低亟需调变其表面组成、改变其性能。利用硫化镍调变fes2,探索其合成路径具有重要的意义。
溶剂热方法和高温焙烧方法因为操作简便、易控制,成为调变构建硫化镍-fes2材料的重要方法。例如:chen等将ni2feo4/feni3/氮掺杂碳杂化物和s粉在350℃焙烧1h得到了nis2/fes2/氮掺杂碳纳米棒(journalofpowersources,2019,436,226857)。sun等利用nicl2·6h2o、fecl2·4h2o、na2s2o3·5h2o、pvp为原料150℃水热12h合成了fe掺杂的nis2八面体(electrochimicaacta,2018,284,24-29)。xi等利用nife2o4纳米晶和s粉为前驱体在500℃焙烧2h,得到的产物在不同转速下离心分离得到了fes2/nis2纳米晶(chinesejournalofcatalysis,2019,40,43–51)。目前构筑硫化镍/fes2材料的报道相对较少,而构建不同硫化镍复合材料或异质结的文献较多些。例如:jiao等利用ni(ch3coo)2·4h2o、ctab、l-半胱胺酸为前驱体在220℃水热24h得到ni3s2/nis@ni3s4中空微米球(electrochimicaacta,2018,283,664-675)。因此,利用新路径合成不同硫化镍与fes2复合,调变过渡金属硫化物的组成是十分重要的。
电催化水氧化产生氧气是分解水重要的半反应,因其条件温和、高效的原子效率等优点,具有广阔的应用前景。调变不同硫化镍与fes2复合使其高效催化水氧化具有重要的研究前景。
技术实现要素:
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本发明旨在提供一种ni3s4-nis2-fes2纳米片的制备方法和在电催化水氧化反应中的应用。
基于上述目的,本发明所涉及的技术方案如下:
1)ni3s4-nis2-fes2纳米片的制备过程:在烧杯中加入50~270mgniso4·6h2o,0.4~0.6gfecl3·6h2o、0.4~0.6g铜试剂(c5h10ns2na·3h2o)和40-80ml水,搅拌至溶解,将所得液体转入以聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜中于220-260℃水热处理6~24h,然后自然冷却至室温,产物经离心洗涤,干燥得到ni3s4-nis2-fes2纳米片。
2)将ni3s4-nis2-fes2纳米片用于室温电催化水氧化反应。电压为1.48v时电流密度为10ma/cm2。
本发明具有如下优点:
1)利用niso4·6h2o,fecl3·6h2o、铜试剂(c5h10ns2na·3h2o)为前驱体,水热合成了ni3s4-nis2-fes2纳米片,有效的拓展了ni3s4-nis2-fes2纳米材料的制备方法。
2)本发明具有方法简单高效、成本低廉的特点。
附图说明:
图1是ni3s4-nis2-fes2纳米片的表征结果,(a)xrd和(b-c)电镜图片。
具体实施方式
下列实施例用来进一步说明本发明,但不因此而限制本发明。
实施例1
ni3s4-nis2-fes2纳米片具体制备过程如下:在烧杯中加入120mgniso4·6h2o、0.54gfecl3·6h2o、0.45g铜试剂(c5h10ns2na·3h2o)和60ml水,搅拌至溶解,将所得液体转入以聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜中于240℃水热处理12h,然后自然冷却至室温,产物经离心洗涤,干燥。
实施例2
在烧杯中加入56mgniso4·6h2o、0.54gfecl3·6h2o、0.45g铜试剂(c5h10ns2na·3h2o)和60ml水,搅拌至溶解,将所得液体转入以聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜中于240℃水热处理12h,然后自然冷却至室温,产物经离心洗涤,干燥。
实施例3
在烧杯中加入270mgniso4·6h2o、0.54gfecl3·6h2o、0.45g铜试剂(c5h10ns2na·3h2o)和60ml水,搅拌至溶解,将所得液体转入以聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜中于240℃水热处理12h,然后自然冷却至室温,产物经离心洗涤,干燥。
实施例4
取80μl实施例1均匀浆液滴涂于1×1cm2泡沫镍(nf)电极上,干燥后在chi760e电化学工作站上测定其水氧化性能,电解液为1.0mol/lkoh溶液。压为1.48v时电流密度为10ma/cm2。
1.一种ni3s4-nis2-fes2纳米片的制备方法,具体的说是通过niso4·6h2o、fecl3·6h2o、铜试剂c5h10ns2na·3h2o为前驱体,水热合成ni3s4-nis2-fes2纳米片,该ni3s4-nis2-fes2纳米片室温下可高效电催化水氧化反应;ni3s4-nis2-fes2纳米片由如下步骤制得:在烧杯中加入50~270mgniso4·6h2o,0.4~0.6gfecl3·6h2o、0.4-0.6g铜试剂c5h10ns2na·3h2o和40~80ml水,搅拌至溶解,将所得液体转入以聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜中于220-260℃水热处理6~24h,然后自然冷却至室温,产物经离心洗涤,干燥得到ni3s4-nis2-fes2纳米片。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:
将ni3s4-nis2-fes2纳米片用于室温电催化水氧化反应。电压为1.48v时电流密度为10ma/cm2。
技术总结