阅读说明：本技术 一种负载二硫化钼纳米花的多孔碳电催化析氢材料及制法 (Molybdenum disulfide nanoflower-loaded porous carbon electrocatalytic hydrogen evolution material and preparation method thereof ) 是由 周伟 于 2020-12-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及电催化析氢技术领域,且公开了一种负载二硫化钼纳米花的多孔碳电催化析氢材料,丙烯腈单体和甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯在引发剂的作用下共聚,通过煅烧,得到氮磷共掺杂多孔碳材料,由于氮原子的电负性和碳接近,提高了多孔碳材料的电化学性质和电化学催化活性,磷原子的存在提高了多孔碳的比表面积,以多孔碳材料为载体,合成具有独特形貌的纳米花状二硫化钼,由于多孔碳材料具有纳米尺寸的孔道,可以将二硫化钼纳米花均匀分布在其孔隙内,形成复合催化材料,同时,导电性优异的氮磷共掺杂多孔碳材料可以提高催化剂的电子传递速率和导电性能,表现出更低的析氢过电位和优异的电解水析氢活性。(The invention relates to the technical field of electrocatalysis hydrogen evolution, and discloses a porous carbon electrocatalysis hydrogen evolution material loaded with molybdenum disulfide nanoflowers, acrylonitrile monomers and methacrylate alkoxy phosphate are copolymerized under the action of an initiator, and the copolymerization is carried out through calcination to obtain a nitrogen-phosphorus co-doped porous carbon material, because the electronegativity of nitrogen atoms is close to carbon, the electrochemical property and the electrochemical catalytic activity of the porous carbon material are improved, the specific surface area of the porous carbon is improved due to the existence of the phosphorus atoms, the porous carbon material is taken as a carrier to synthesize the nanoflower-shaped molybdenum disulfide with unique morphology, because the porous carbon material has nanometer-sized pore channels, the molybdenum disulfide nanoflowers can be uniformly distributed in pores of the porous carbon material to form a composite catalytic material, and meanwhile, the nitrogen-phosphorus co-doped porous carbon material with excellent conductivity can improve the electron transfer rate and the conductivity of a catalyst, exhibits lower hydrogen evolution overpotential and excellent hydrogen evolution activity of electrolyzed water.)

具体实施方式

和实施例：一种负载二硫钼纳米花的多孔碳电催化析氢材料及制法包括以下步骤：

(1)向反应器中加入甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、丙烯腈、二乙烯基苯、十六烷和偶氮二异丁腈混合作为油相，将十二烷基磺酸钠、亚硝酸钠和蒸馏水，混合作为水相，其中甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、丙烯腈、二乙烯基苯、十六烷、偶氮二异丁腈、十二烷基磺酸钠和亚硝酸钠的质量比为10-25:100:0.8-1.2:4.5-6.5:1.5-2.5:1-1.8:0.3-0.4，将油相缓慢加入到水相中，搅拌均匀后在氮气氛围中升温至60-80℃反应6-10h，得到含磷聚丙烯腈；

(2)向蒸馏水溶剂中加入含磷聚丙烯腈和氯化锌，含磷聚丙烯腈和氯化锌的质量比为100:120-160，搅拌均匀后，真空干燥除去水分，将干燥后的产物在至管式炉中，管式炉装置包括电机，电机与转轴固定连接，转轴固定连接有转轮，转轮与滑板活动连接，滑板与炉体固定连接，炉体固定连接有炉管，管式炉装置表面设置有显示器，先在空气氛围中260-300℃下预氧化1-3h，然后在氮气氛围中，在700-800℃下碳化30-60min，产物洗涤并离心，得到氮磷共掺杂多孔碳材料；

(3)向蒸馏水溶剂中加入氮磷共掺杂多孔碳材料、钼酸钠、四丁基溴化铵、氟化钠和硫脲，其中氮磷共掺杂多孔碳材料、钼酸钠、四丁基溴化铵、氟化钠和硫脲的质量比为100:380-420:15-20:75-82，加入稀盐酸调节溶液pH为5-6，搅拌均匀后转移至反应釜中，在180-220℃下反应20-30h，产物离心、洗涤并干燥后，产物置于管式炉中在氮气氛围下，700-750℃中退火处理1-2h，得到负载二硫化钼纳米花的多孔碳电催化析氢材料。

实施例1

(1)向反应器中加入甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、丙烯腈、二乙烯基苯、十六烷和偶氮二异丁腈混合作为油相，将十二烷基磺酸钠、亚硝酸钠和蒸馏水，混合作为水相，其中甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、丙烯腈、二乙烯基苯、十六烷、偶氮二异丁腈、十二烷基磺酸钠和亚硝酸钠的质量比为10:100:0.8:4.5:1.5:1:0.3，将油相缓慢加入到水相中，搅拌均匀后在氮气氛围中升温至60℃反应6h，得到含磷聚丙烯腈；

(2)向蒸馏水溶剂中加入含磷聚丙烯腈和氯化锌，含磷聚丙烯腈和氯化锌的质量比为100:120，搅拌均匀后，真空干燥除去水分，将干燥后的产物在至管式炉中，管式炉装置包括电机，电机与转轴固定连接，转轴固定连接有转轮，转轮与滑板活动连接，滑板与炉体固定连接，炉体固定连接有炉管，管式炉装置表面设置有显示器，先在空气氛围中260℃下预氧化1h，然后在氮气氛围中，在700℃下碳化30min，产物洗涤并离心，得到氮磷共掺杂多孔碳材料；

(3)向蒸馏水溶剂中加入氮磷共掺杂多孔碳材料、钼酸钠、四丁基溴化铵、氟化钠和硫脲，其中氮磷共掺杂多孔碳材料、钼酸钠、四丁基溴化铵、氟化钠和硫脲的质量比为100:380:15:75，加入稀盐酸调节溶液pH为5，搅拌均匀后转移至反应釜中，在180℃下反应20h，产物离心、洗涤并干燥后，产物置于管式炉中在氮气氛围下，700℃中退火处理1h，得到负载二硫化钼纳米花的多孔碳电催化析氢材料。

实施例2

(1)向反应器中加入甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、丙烯腈、二乙烯基苯、十六烷和偶氮二异丁腈混合作为油相，将十二烷基磺酸钠、亚硝酸钠和蒸馏水，混合作为水相，其中甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、丙烯腈、二乙烯基苯、十六烷、偶氮二异丁腈、十二烷基磺酸钠和亚硝酸钠的质量比为15:100:0.95:5.2:1.8:1.3:0.33，将油相缓慢加入到水相中，搅拌均匀后在氮气氛围中升温至70℃反应7h，得到含磷聚丙烯腈；

(2)向蒸馏水溶剂中加入含磷聚丙烯腈和氯化锌，含磷聚丙烯腈和氯化锌的质量比为100:134，搅拌均匀后，真空干燥除去水分，将干燥后的产物在至管式炉中，管式炉装置包括电机，电机与转轴固定连接，转轴固定连接有转轮，转轮与滑板活动连接，滑板与炉体固定连接，炉体固定连接有炉管，管式炉装置表面设置有显示器，先在空气氛围中280℃下预氧化2h，然后在氮气氛围中，在760℃下碳化40min，产物洗涤并离心，得到氮磷共掺杂多孔碳材料；

(3)向蒸馏水溶剂中加入氮磷共掺杂多孔碳材料、钼酸钠、四丁基溴化铵、氟化钠和硫脲，其中氮磷共掺杂多孔碳材料、钼酸钠、四丁基溴化铵、氟化钠和硫脲的质量比为100:394:17.5:78，加入稀盐酸调节溶液pH为6，搅拌均匀后转移至反应釜中，在190℃下反应26h，产物离心、洗涤并干燥后，产物置于管式炉中在氮气氛围下，720℃中退火处理1.5h，得到负载二硫化钼纳米花的多孔碳电催化析氢材料。

实施例3

(1)向反应器中加入甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、丙烯腈、二乙烯基苯、十六烷和偶氮二异丁腈混合作为油相，将十二烷基磺酸钠、亚硝酸钠和蒸馏水，混合作为水相，其中甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、丙烯腈、二乙烯基苯、十六烷、偶氮二异丁腈、十二烷基磺酸钠和亚硝酸钠的质量比为20:100:1.1:5.9:2.1:1.6:0.36，将油相缓慢加入到水相中，搅拌均匀后在氮气氛围中升温至70℃反应8h，得到含磷聚丙烯腈；

(2)向蒸馏水溶剂中加入含磷聚丙烯腈和氯化锌，含磷聚丙烯腈和氯化锌的质量比为100:148，搅拌均匀后，真空干燥除去水分，将干燥后的产物在至管式炉中，管式炉装置包括电机，电机与转轴固定连接，转轴固定连接有转轮，转轮与滑板活动连接，滑板与炉体固定连接，炉体固定连接有炉管，管式炉装置表面设置有显示器，先在空气氛围中280℃下预氧化2h，然后在氮气氛围中，在760℃下碳化50min，产物洗涤并离心，得到氮磷共掺杂多孔碳材料；

(3)向蒸馏水溶剂中加入氮磷共掺杂多孔碳材料、钼酸钠、四丁基溴化铵、氟化钠和硫脲，其中氮磷共掺杂多孔碳材料、钼酸钠、四丁基溴化铵、氟化钠和硫脲的质量比为100:408:19:80，加入稀盐酸调节溶液pH为6，搅拌均匀后转移至反应釜中，在210℃下反应28h，产物离心、洗涤并干燥后，产物置于管式炉中在氮气氛围下，740℃中退火处理1.5h，得到负载二硫化钼纳米花的多孔碳电催化析氢材料。

实施例4

(1)向反应器中加入甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、丙烯腈、二乙烯基苯、十六烷和偶氮二异丁腈混合作为油相，将十二烷基磺酸钠、亚硝酸钠和蒸馏水，混合作为水相，其中甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、丙烯腈、二乙烯基苯、十六烷、偶氮二异丁腈、十二烷基磺酸钠和亚硝酸钠的质量比为25:100:1.2:6.5:2.5:1.8:0.4，将油相缓慢加入到水相中，搅拌均匀后在氮气氛围中升温至80℃反应10h，得到含磷聚丙烯腈；

(2)向蒸馏水溶剂中加入含磷聚丙烯腈和氯化锌，含磷聚丙烯腈和氯化锌的质量比为100:160，搅拌均匀后，真空干燥除去水分，将干燥后的产物在至管式炉中，管式炉装置包括电机，电机与转轴固定连接，转轴固定连接有转轮，转轮与滑板活动连接，滑板与炉体固定连接，炉体固定连接有炉管，管式炉装置表面设置有显示器，先在空气氛围中300℃下预氧化3h，然后在氮气氛围中，在800℃下碳化60min，产物洗涤并离心，得到氮磷共掺杂多孔碳材料；

(3)向蒸馏水溶剂中加入氮磷共掺杂多孔碳材料、钼酸钠、四丁基溴化铵、氟化钠和硫脲，其中氮磷共掺杂多孔碳材料、钼酸钠、四丁基溴化铵、氟化钠和硫脲的质量比为100:420:20:82，加入稀盐酸调节溶液pH为6，搅拌均匀后转移至反应釜中，在220℃下反应30h，产物离心、洗涤并干燥后，产物置于管式炉中在氮气氛围下，750℃中退火处理2h，得到负载二硫化钼纳米花的多孔碳电催化析氢材料。

对比例1

(1)向反应器中加入甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、丙烯腈、二乙烯基苯、十六烷和偶氮二异丁腈混合作为油相，将十二烷基磺酸钠、亚硝酸钠和蒸馏水，混合作为水相，其中甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、丙烯腈、二乙烯基苯、十六烷、偶氮二异丁腈、十二烷基磺酸钠和亚硝酸钠的质量比为30:100:1.35:7.2:2.8:2.1:0.43，将油相缓慢加入到水相中，搅拌均匀后在氮气氛围中升温至90℃反应12h，得到含磷聚丙烯腈；

(2)向蒸馏水溶剂中加入含磷聚丙烯腈和氯化锌，含磷聚丙烯腈和氯化锌的质量比为100:174，搅拌均匀后，真空干燥除去水分，将干燥后的产物在至管式炉中，管式炉装置包括电机，电机与转轴固定连接，转轴固定连接有转轮，转轮与滑板活动连接，滑板与炉体固定连接，炉体固定连接有炉管，管式炉装置表面设置有显示器，先在空气氛围中320℃下预氧化3h，然后在氮气氛围中，在800℃下碳化70min，产物洗涤并离心，得到氮磷共掺杂多孔碳材料；

(3)向蒸馏水溶剂中加入氮磷共掺杂多孔碳材料、钼酸钠、四丁基溴化铵、氟化钠和硫脲，其中氮磷共掺杂多孔碳材料、钼酸钠、四丁基溴化铵、氟化钠和硫脲的质量比为100:434:21.5:84，加入稀盐酸调节溶液pH为7，搅拌均匀后转移至反应釜中，在230℃下反应32h，产物离心、洗涤并干燥后，产物置于管式炉中在氮气氛围下，760℃中退火处理3h，得到负载二硫化钼纳米花的多孔碳电催化析氢材料。

取负载二硫化钼纳米花的多孔碳电催化析氢材料，分散在水和N,N-二甲基甲酰胺混合溶剂中，再加入Nafion溶液，该将溶液均匀滴在玻碳电极表面，得到电化学析氢工作电极，铂电极作为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，以0.5mol/L的硫酸溶液为电解液，使用FOXBORO电化学分析仪测试负载二硫化钼纳米花的多孔碳电催化析氢材料的析氢过电位和电化学析氢活性，测试标准为GB 32311-2015。