1.一种碳化钼催化剂,其特征是,所述碳化钼为负载在多孔碳材料上的碳化钼(MoC)颗粒,记为MoC@NC,其在酸性和碱性介质中均表现出良好的电催化析氢性质。主要是将(n-Bu4N)3[α-PMo12O40]通过原位合成法封装到沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8的孔道中,形成新的复合材料前驱体,然后利用空间限域高温热解,得到负载在碳材料上的碳化钼(MoC)纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种碳化钼催化剂,其特征是:由以下步骤制备:
步骤1,(n-Bu4N)3[α-PMo12O40](简称PMo12)的合成;
向Na2MoO4·2H2O和NaH2PO4·2H2O的水溶液中,加入浓盐酸,再加入四丁基溴化铵,得到黄色沉淀,然后抽滤,用蒸馏水和乙醇洗涤,并在乙腈中重结晶获得PMo12;
步骤2,PMo12@ZIF/C/DCA的合成;
将一定质量的Zn(NO3)2·6H2O和PMo12溶解在甲醇和DMF的混合溶液中,剧烈搅拌;另取
2-甲基咪唑、导电碳黑和DCA溶于甲醇和DMF的混合液中,然后将上述溶液混合,室温下搅拌
24小时;产生的黑色沉淀用DMF和水反复清洗至少5次,保证附着在ZIF表面的POM被清洗干净(通过紫外可见光谱进行验证),然后离心、干燥得到样品。
步骤3,MoC@NC催化剂的合成;
取适量步骤2制备的PMo12@ZIF/C/DCA前驱体置于高温管式炉中,先升温并停留数小时,再继续升到指定第二温度并碳化几小时,得到黑色粉末。在0.5M H2SO4溶液中酸洗搅拌24h,除去不稳定酸物质和杂质,然后在真空干燥箱中80℃进行干燥。
3.根据权利要求2所述的一种碳化钼催化剂,其特征是:
在所述的步骤2中,取一定量Zn(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O和步骤1所制备的PMo12溶解在DMF和CH3OH的混合溶液中,剧烈搅拌;再另取2-甲基咪唑、DCA和C加入DMF和CH3OH的混合溶液中。然后将上述溶液充分混合并伴随这剧烈搅拌,产生黑色沉淀。用DMF和蒸馏水清洗,确保附着在复合材料表面的多酸被清洗干净,然后离心,置于80℃的真空干燥箱中干燥,最终得到PMo12@NiZIF/C/DCA。
在所述的步骤3中,称取适量制备的PMo12@NiZIF/C/DCA前驱体置于高温管式炉中,先升温并停留数小时,再继续升到指定第二温度并碳化几小时(升温速率一定),得到黑色粉末。
在0.5M H2SO4溶液中酸洗搅拌24h,除去不稳定酸物质和杂质,然后在真空干燥箱中80℃进行干燥,最终得到MoCNi@NC催化剂。
4.根据权利要求2或3所述的一种碳化钼催化剂,其特征是:所述MoCNi@NC或MoC@NC,在
0.5M H2SO4作为电解质的条件下,在10mA/cm2电流密度时,过电位大于或等于138mV,在1M KOH作为电解质的条件下,在10mA/cm2电流密度时,过电位大于或等于136mV。
5.根据权利要求4所述的一种碳化钼催化剂,所述第二温度为700-1100℃。
6.根据权利要求5所述的一种碳化钼催化剂,所述第二温度为900℃。