[0030] 为实现上述目的,下面对本发明的实施例做出详细的操作说明,但本发明的保护范围不限于下述实施例。
[0031] 除非另外限定,这里所使用的术语(包含科技术语)应当解释为具有如本发明所属技术领域的技术人员所共同理解到的相同意义。还将理解到,这里所使用的术语应当解释为具有与它们在本说明书和相关技术的内容中的意义相一致的意义,并且不应当以理想化或过度的形式解释,除非这里特意地如此限定。
[0032] 实施例1
[0033] 一种基于漆酶‑磷酸铜(La/Cu3(PO4)2)纳米花为基底负载二硫化钼(MoS2)纳米片衍生的复合材料的制备方法,包括如下步骤:
[0034] a)漆酶‑磷酸铜纳米花(La/Cu3(PO4)2)的制备:将50mg漆酶溶于500mL PBS 中超声混匀,加入2mL 0.05M硫酸铜溶液,室温下静置一天,离心取下层沉淀,乙醇洗涤3~5次,在50℃下真空干燥6h,得La/Cu3(PO4)2纳米花;
[0035] b)钼掺杂纳米花(La/Cu3(PO4)2/Mo)的制备:将经步骤a)所得的50mg La/Cu3(PO4)2纳米花,溶于500mL PBS,加入3mL 15mg/mL(NH4)6Mo7O24·4H2O 溶液,室温下搅拌,静置一天,离心取下层沉淀,乙醇洗涤3~5次,在50℃真空干燥箱干燥6h;得La/Cu3(PO4)2/Mo。
[0036] c)NSC@MoS2纳米花催化剂材料制备:将经步骤b)所得的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花取出后研磨成粉末,放入管式炉内,在氮气氛围下,以2℃/min的升温速率从室温升到300℃,并且维持1h;冷却至室温,接着将24mg煅烧后的样品浸泡在12 mL 0.2M尿素溶液中,离心,取下层沉淀并用乙醇洗涤3~5次,在50℃真空干燥箱干燥6h,得到尿素掺杂的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花材料;随后,将获得的0.015g 尿素掺杂的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花样品,加入到30mL 2mg/mL CH3CSNH2的乙醇溶液中,放入反应釜中密封,在100℃下反应6h;冷却至室温,离心,取下层沉淀用乙醇洗涤3~5次,在50℃下真空干燥箱干燥6h,得到蛋白‑无机杂化负载 MoS2纳米片材料衍生的氮、硫共掺杂电催化析氢材料(NSC@MoS2)。
[0037] 无基底MoS2的制备:将3mL 15mg/mL(NH4)6Mo7O24·4H2O的乙醇溶液加入到30mL 2mg/mL CH3CSNH2的乙醇溶液中,放入反应釜中密封,在100℃下反应 6h;冷却至室温,离心,取下层沉淀用乙醇洗涤3~5次,得到无基底MoS2电催化析氢材料。
[0038] 选择三电极体系测定其电化学性能,以0.5mol/L的H2SO4溶液作为电解液,将所制备的负载型催化剂作为工作电极,以Ag/AgCl为参比电极,铂丝为对电极,测试LSV极化曲2
线。当电流密度达到10mA/cm 时,所制备的NSC@MoS2和无基底MoS2分别需要的过电势为
140mV和200mV。
[0039] 实施例2
[0040] 一种基于漆酶‑磷酸铜(La/Cu3(PO4)2)纳米花为基底负载二硫化钼(MoS2)纳米片衍生的复合材料的制备方法,包括如下步骤:
[0041] a)漆酶‑磷酸铜纳米花(La/Cu3(PO4)2)的制备:将50mg漆酶溶于250mL PBS 中超声混匀,加入2mL 0.08M硫酸铜溶液,室温下静置一天,离心取下层沉淀,乙醇洗涤3~5次,在50℃下真空干燥6h,得La/Cu3(PO4)2纳米花;
[0042] b)钼掺杂纳米花(La/Cu3(PO4)2/Mo)的制备:将经步骤a)所得的50mg La/Cu3(PO4)2纳米花,溶于250mL PBS,加入3mL 15mg/mL H2MoO4溶液,室温下搅拌,静置一天,离心取下层沉淀,乙醇洗涤3~5次,在50℃真空干燥箱干燥 6h;得La/Cu3(PO4)2/Mo。
[0043] c)NSC@MoS2纳米花催化剂材料制备:将经步骤b)所得的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花取出后研磨成粉末,放入管式炉内,在氮气氛围下,以2℃/min的升温速率从室温升到350℃,并且维持1h;冷却至室温,接着将18mg煅烧后的样品浸泡在9 mL 0.2M尿素溶液中,离心,取下层沉淀并用乙醇洗涤3~5次,在50℃真空干燥箱干燥6h,得到尿素掺杂的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花材料;随后,将获得的0.012g 尿素掺杂的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花样品,加入到15mL 6mg/mL N2H4CS的乙醇溶液中,放入反应釜中密封,在120℃下反应8h;冷却至室温,离心,取下层沉淀用乙醇洗涤3~5次,在50℃下真空干燥箱干燥6h,得到蛋白‑无机杂化负载 MoS2纳米片材料衍生的氮、硫共掺杂电催化析氢材料(NSC@MoS2)。
[0044] 无基底MoS2的制备:将3mL 15mg/mL H2MoO4的乙醇溶液加入到15mL 6 mg/mL N2H4CS的乙醇溶液中,放入反应釜中密封,在120℃下反应8h;冷却至室温,离心,取下层沉淀用乙醇洗涤3~5次,得到无基底MoS2电催化析氢材料。
[0045] 选择三电极体系测定其电化学性能,以0.5mol/L的H2SO4溶液作为电解液,将所制备的负载型催化剂作为工作电极,以Ag/AgCl为参比电极,铂丝为对电极,测试LSV极化曲2
线。当电流密度达到10mA/cm 时,所制备的NSC@MoS2和无基底MoS2分别需要的过电势为
132mV和171mV。
[0046] 实施例3
[0047] 一种基于漆酶‑磷酸铜(La/Cu3(PO4)2)纳米花为基底负载二硫化钼(MoS2)纳米片衍生的复合材料的制备方法,包括如下步骤:
[0048] a)漆酶‑磷酸铜纳米花(La/Cu3(PO4)2)的制备:将40mg漆酶溶于100mL PBS 中超声混匀,加入2mL 0.1M硫酸铜溶液,室温下静置一天,离心取下层沉淀,乙醇洗涤3~5次,在50℃下真空干燥6h,得La/Cu3(PO4)2纳米花;
[0049] b)钼掺杂纳米花(La/Cu3(PO4)2/Mo)的制备:将经步骤a)所得的40mg La/Cu3(PO4)2纳米花,溶于100mL的PBS,加入3mL 18mg/mL Na2MoO4·2H2O溶液,室温下搅拌,静置一天,离心取下层沉淀,乙醇洗涤3~5次,在50℃真空干燥箱干燥6h;得La/Cu3(PO4)2/Mo。
[0050] c)NSC@MoS2纳米花催化剂材料制备:将经步骤b)所得的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花取出后研磨成粉末,放入管式炉内,在氮气氛围下,以3℃/min的升温速率从室温升到500℃,并且维持3h;冷却至室温,接着将20mg煅烧后的样品浸泡在5 mL 0.4M尿素溶液中,离心,取下层沉淀并用乙醇洗涤3~5次,在50℃真空干燥箱干燥6h,得到尿素掺杂的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花材料;随后,将获得的0.03g 尿素掺杂的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花样品,加入到20mL 6mg/mL CH3CSNH2的乙醇溶液中,放入反应釜中密封,在250℃下反应12h;冷却至室温,离心,取下层沉淀用乙醇洗涤3~5次,在50℃下真空干燥箱干燥6h,得到蛋白‑无机杂化负载 MoS2纳米片材料衍生的氮、硫共掺杂电催化析氢材料(NSC@MoS2)。
[0051] 无基底MoS2的制备:将3mL 18mg/mL Na2MoO4·2H2O的乙醇溶液加入到20 mL 6mg/mL CH3CSNH2的乙醇溶液中,放入反应釜中密封,在250℃下反应12h;冷却至室温,离心,取下层沉淀用乙醇洗涤3~5次,得到无基底MoS2电催化析氢材料。
[0052] 选择三电极体系测定其电化学性能,以0.5mol/L的H2SO4溶液作为电解液,将所制备的负载型催化剂作为工作电极,以Ag/AgCl为参比电极,铂丝为对电极,测试LSV极化曲2
线。当电流密度达到10mA/cm 时,所制备的NSC@MoS2和无基底MoS2分别需要的过电势为
126mV和167mV。
[0053] 实施例4
[0054] 一种基于漆酶‑磷酸铜(La/Cu3(PO4)2)纳米花为基底负载二硫化钼(MoS2)纳米片衍生的复合材料的制备方法,包括如下步骤:
[0055] a)漆酶‑磷酸铜纳米花(La/Cu3(PO4)2)的制备:将54mg漆酶溶于90mL PBS 中超声混匀,加入2mL 0.12M硫酸铜溶液,室温下静置一天,离心取下层沉淀,乙醇洗涤3~5次,在50℃下真空干燥6h,得La/Cu3(PO4)2纳米花;
[0056] b)钼掺杂纳米花(La/Cu3(PO4)2/Mo)的制备:将经步骤a)所得的54mg La/Cu3(PO4)2纳米花,溶于90mL的PBS,加入3mL 20mg/mL(NH4)6Mo7O24·4H2O 溶液,室温下搅拌,静置一天,离心取下层沉淀,乙醇洗涤3~5次,在50℃真空干燥箱干燥6h;得La/Cu3(PO4)2/Mo。
[0057] c)NSC@MoS2纳米花催化剂材料制备:将经步骤b)所得的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花取出后研磨成粉末,放入管式炉内,在氮气氛围下,以2℃/min的升温速率从室温升到350℃,并且维持2h;冷却至室温,接着将20mg煅烧后的样品浸泡在5 mL 0.5M尿素溶液中,离心,取下层沉淀并用乙醇洗涤3~5次,在50℃真空干燥箱干燥6h,得到尿素掺杂的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花材料;随后,将获得的0.025g 尿素掺杂的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花样品,加入到25mL 4mg/mL CH3CSNH2的乙醇溶液中,放入反应釜中密封,在200℃下反应12h;冷却至室温,离心,取下层沉淀用乙醇洗涤3~5次,在50℃下真空干燥箱干燥6h,得到蛋白‑无机杂化负载 MoS2纳米片材料衍生的氮、硫共掺杂电催化析氢材料(NSC@MoS2)。
[0058] 无基底MoS2的制备:将3mL 20mg/mL(NH4)6Mo7O24·4H2O的乙醇溶液加入到25mL 4mg/mL CH3CSNH2的乙醇溶液中,放入反应釜中密封,在200℃下反应 12h;冷却至室温,离心,取下层沉淀用乙醇洗涤3~5次,得到无基底MoS2电催化析氢材料。
[0059] 选择三电极体系测定其电化学性能,以0.5mol/L的H2SO4溶液作为电解液,将所制备的负载型催化剂作为工作电极,以Ag/AgCl为参比电极,铂丝为对电极,测试LSV极化曲2
线。当电流密度达到10mA/cm 时,所制备的NSC@MoS2和无基底MoS2分别需要的过电势为85mV和144mV。
[0060] 实施例5
[0061] 一种基于漆酶‑磷酸铜(La/Cu3(PO4)2)纳米花为基底负载二硫化钼(MoS2)纳米片衍生的复合材料的制备方法,包括如下步骤:
[0062] a)漆酶‑磷酸铜纳米花(La/Cu3(PO4)2)的制备:将70mg漆酶溶于70mL PBS 中超声混匀,加入2mL 0.2M硫酸铜溶液,室温下静置一天,离心取下层沉淀,乙醇洗涤3~5次,在50℃下真空干燥6h,得La/Cu3(PO4)2纳米花;
[0063] b)钼掺杂纳米花(La/Cu3(PO4)2/Mo)的制备:将经步骤a)所得的70mg的 La/Cu3(PO4)2纳米花,溶于70mL的PBS,加入3mL 30mg/mL(NH4)2MoS4溶液,室温下搅拌,静置一天,离心取下层沉淀,乙醇洗涤3~5次,在50℃真空干燥箱干燥6h;得La/Cu3(PO4)2/Mo。
[0064] c)NSC@MoS2纳米花催化剂材料制备:将经步骤b)所得的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花取出后研磨成粉末,放入管式炉内,在氮气氛围下,以4℃/min的升温速率从室温升到900℃,并且维持5h;冷却至室温,接着将40mg煅烧后的样品浸泡在5 mL 0.8M尿素溶液中,离心,取下层沉淀并用乙醇洗涤3~5次,在50℃真空干燥箱干燥6h,得到尿素掺杂的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花材料;随后,将获得的0.04g 尿素掺杂的La/Cu3(PO4)2/Mo纳米花样品,加入到20mL的8mg/mL N2H4CS的乙醇溶液中,放入反应釜中密封,在250℃下反应10h;冷却至室温,离心,取下层沉淀用乙醇洗涤3~5次,得到蛋白‑无机杂化负载MoS2纳米片材料衍生的氮、硫共掺杂电催化析氢材料(NSC@MoS2)。
[0065] 无基底MoS2的制备:将3mL 30mg/mL(NH4)2MoS4的乙醇溶液加入到20mL 的8mg/mL N2H4CS的乙醇溶液中,放入反应釜中密封,在250℃下反应10h;冷却至室温,离心,取下层沉淀用乙醇洗涤3~5次,得到无基底MoS2电催化析氢材料。
[0066] 选择三电极体系测定其电化学性能,以0.5mol/L的H2SO4溶液作为电解液,将所制备的负载型催化剂作为工作电极,以Ag/AgCl为参比电极,铂丝为对电极,测试LSV极化曲2
线。当电流密度达到10mA/cm 时,所制备的NSC@MoS2和无基底MoS2分别需要的过电势为
115mV和192mV。
[0067] 从图1和图2可知,催化剂基本保持了原本碳载体漆酶‑磷酸铜纳米花形貌,为三维花状结构,垂直生长在纳米花间隙的MoS2纳米片可为中间体吸附提供丰富活性位点。
[0068] 由结果可知,本发明制得的催化剂具有较低过电位,漆酶‑磷酸铜纳米花作为基底增加了催化剂导电性,通过非金属N、S掺杂与MoS2协同耦合作用加快了界面电子转移,蛋白‑无机杂化负载MoS2纳米片材料衍生的氮、硫共掺杂电催化析氢材料(NSC@MoS2)展现了优异的析氢性能。
[0069] 以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。