CN106277056B - 一种氧掺杂MoS2纳米花的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氧掺杂MoS2纳米花的制备方法，并将其应用在加氢脱硫工艺中，旨在提供一种稳定性好、纯度高、活性高的纳米催化剂。其技术方案为：在有机溶剂中加入一定比例的钼源以及表面活性剂，在180‑250℃、N2氛围下回流反应2‑6h，制得氧掺杂MoS2纳米花；属于纳米催化剂技术领域。

Description

一种氧掺杂MoS2纳米花的制备方法
技术领域
本发明涉及一种在MoS2纳米花基础上进行氧掺杂的制备方法，属于纳米催化剂技术领域。
背景技术
过渡金属硫化物是一类二维层状化合物，具有独特的结构和优异的物理和化学性能，在润滑、催化、生物医学、光子晶体和能量存储等许多技术领域都有重要的应用。其中，二硫化钼是典型的层状过度金属二硫化物，具有六方晶系层状结构，其层内通过很强的化学键结合，单层二硫化钼具有由三层原子层构成的类“三明治夹心”结构，中间的钼原子层被上下两层硫原子层覆盖并由共价键结合构成二维晶体，所以二硫化钼纳米片与普通微米级二硫化钼相比有更大的比表面积，为其优异的催化、光学、电学等性能提供了良好的条件。因此，二硫化钼具有许多奇特的性能而被广泛应用于固体润滑、储锂电极材料、催化加氢、光催化等领域。
二硫化钼作为一种半导体，具有导电性差特点，使得催化剂界面两相间存在较大的电阻值，从而降低了催化剂本身的催化效率。
另一方面，催化剂长期使用过程不可避免的会发生其本身溶解在溶液里面，直接导致催化剂的活性降低，从而不能满足对于催化剂长时间使用的需求，因此加氢脱硫催化剂稳定性成为了提高催化能力另一面需要考虑的实际问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种在MoS2纳米花基础上进行氧掺杂的制备方法，该MoS2纳米花能作为催化剂，具有很好的稳定性、较高的纯度和活性，制备过程简单。
为解决上述问题，本发明提供的前一技术方案是这样的：
一种氧掺杂MoS2纳米花，所述的MoS2纳米花是采用回流法制备MoS2纳米花的同时，进行氧掺杂制得。
优选的，上述的氧掺杂MoS2纳米花，采用表面活性剂烷醇胺或者多库酯钠盐或十二烷基苯磺酸钠活化二硫化钼掺杂上氧。
优选的，上述的氧掺杂MoS2纳米花，所述的氧掺杂MoS2纳米花片层厚度为40～100nm。
本发明提供的后一技术方案是这样的：
1)称取适量钼源溶解到有机溶剂中，得混合液A；
2)向混合液A中加入硫源、表面活性剂，搅拌10-50min，得混合液B；
3)将混合液B在180-250℃、N2氛围下回流反应2-6h；
4)待步骤3)中得到的溶液冷却后，离心，用乙醇洗3次，在60℃烘箱中干燥12-24小时，得到氧掺杂MoS2纳米花。
优选的，上述的氧掺杂MoS2纳米花的制备方法，所述的钼源、硫源的摩尔比为1:2～8。
优选的，上述的氧掺杂MoS2纳米花的制备方法，所述的有机溶剂为十氢萘。
优选的，上述的氧掺杂MoS2纳米花的制备方法，所述的钼源为(NH4)6Mo7O24·4H2O或者Na2MoO4·2H2O。
优选的，上述的氧掺杂MoS2纳米花的制备方法，所述的所述的硫源为硫化 钾或者硫粉或者硫化钠。
优选的，上述的氧掺杂MoS2纳米花的制备方法，所述的反应条件为180-250℃、N2氛围反应2-6h。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案，具有如下技术优点：
本发明提供的技术方案采用回流法，制备的氧掺杂MoS2纳米花具有很好的稳定性、较高的纯度和活性，制备过程简单。
附图说明
图1是本发明提供的氧掺杂的二硫化钼纳米花催化剂的电镜扫描图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明的权利要求范围内所做的有限次的修改仍在本发明的权利要求范围内。
实施例1
1)氧掺杂MoS2纳米花的制备：将100mg Na2MoO4·2H2O溶解到40mL十氢萘中，再加入106mg硫粉(Mo:S＝1：8)、100mg烷醇胺，搅拌25min，用N2作保护气，在180℃下加热回流2h。待冷却后离心，用乙醇洗3次，在60℃烘箱中干燥12h，得到片层厚度为50～80nm的氧掺杂MoS2纳米花。
2)加氢脱硫催化反应：将2.8g萘和0.224g二苯并噻吩溶解在28g正庚烷中，置入250mL高温反应釜中。称取0.5g氧掺杂MoS2纳米花加至模型化合物中，在H2作用下，压力为5MPa，加热至230℃反应4h，经检测计算，模型化合物加氢转化率达58.4％，脱硫率达54.3％。
实施例2
1)氧掺杂MoS2纳米花的制备：将100mg(NH4)6Mo7O24·4H2O溶解到40mL十氢萘中，再加入254mg硫化钾(Mo:S＝1：6)、100mg多库酯钠盐，搅拌30min， 用N2作保护气，在200℃下加热回流4h。待冷却后离心，用乙醇洗3次，在60℃烘箱中干燥16h，得到片层厚度为40～70nm的氧掺杂MoS2纳米花。
2)加氢脱硫催化反应：将2.8g萘和0.224g二苯并噻吩溶解在28g正庚烷中，置入250mL高温反应釜中。称取0.5g氧掺杂MoS2纳米花加至模型化合物中，在H2作用下，压力为5MPa，加热至230℃反应4h，经检测计算，模型化合物加氢转化率达79.4％，脱硫率达74.3％。
实施例3
1)氧掺杂MoS2纳米花的制备：将200mg Na2MoO4·2H2O溶解到40mL十氢萘中，再加入182mg硫化钠(Mo:S＝1：4)、200mg十二烷基苯磺酸钠，搅拌40min，用N2作保护气，在220℃下加热回流6h。待冷却后离心，用乙醇洗3次，在60℃烘箱中干燥18h，得到粒径为40～80nm的氧掺杂MoS2纳米花。
2)加氢脱硫催化反应：将2.8g萘和0.224g二苯并噻吩溶解在28g正庚烷中，置入250mL高温反应釜中。称取0.5g氧掺杂MoS2纳米花加至模型化合物中，在H2作用下，压力为5MPa，加热至230℃反应4h，经检测计算，模型化合物加氢转化率达87.8％，脱硫率达82.1％。
实施例4
1)氧掺杂MoS2纳米花的制备：将200mg(NH4)6Mo7O24·4H2O溶解到40mL十氢萘中，再加入84mg硫化钠(Mo:S＝1：2)、200mg十二烷基苯磺酸钠，搅拌40min，用N2作保护气，在250℃下加热回流6h。待冷却后离心，用乙醇洗3次，在60℃烘箱中干燥18h，得到粒径为80～100nm的氧掺杂MoS2纳米花。
2)加氢脱硫催化反应：将2.8g萘和0.224g二苯并噻吩溶解在28g正庚烷中，置入250mL高温反应釜中。称取0.5g氧掺杂MoS2纳米花加至模型化合物中，在H2作用下，压力为5MPa，加热至230℃反应4h，经检测计算，模型化合物加氢转化率达81.6％，脱硫率达96.1％。

Claims (3)

1.一种氧掺杂MoS2纳米花的制备方法，其特征在于，在采用回流法制备MoS2纳米花的同时进行氧掺杂，具体包含如下步骤：
1)称取钼源溶解到有机溶剂中，得混合液A；
2)向混合液A中加入硫源、表面活性剂，搅拌10-50min，得混合液B；
3)将混合液B在180-250℃、N2氛围下回流反应2-6h；
4)待步骤3)中得到的溶液冷却后，离心，用丙酮、乙醇各洗3次，在60℃烘箱中干燥12-24小时，得到氧掺杂MoS2纳米花；
所述的表面活性剂为烷醇胺或多库酯钠盐或十二烷基苯磺酸钠；
所述的钼源、硫源的摩尔比为1:2～8；
所述的钼源为(NH4)6Mo7O24·4H2O或者Na2MoO4·2H2O；
所述的硫源为硫化钾或者硫粉或硫化钠。
2.根据权利要求1所述的氧掺杂MoS2纳米花的制备方法，其特征在于，所述的氧掺杂MoS2纳米花片层厚度为40～100nm。
3.根据权利要求1所述的氧掺杂MoS2纳米花的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为十氢萘或乙二醇。
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