CN111495402A - 一种利用微波火花制备钼基复合材料及其方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用微波火花制备钼基复合材料及其方法和应用，该方法包括：将钼源和碳源溶解于有机溶剂中，利用超声波处理混匀溶液；超声结束后，在惰性气氛下进行烘干，得到粉末状固体；所述钼源为五氯化钼；所述碳源由质量比1:1～3的葡萄糖和经硝化处理后的纳米碳组成；所述有机溶剂为环己烷或正己烷；对粉末状固体在氩气惰性气氛下进行微波处理，得到钼基复合材料。本发明采用五氯化钼作为钼源，经硝化处理后的纳米碳和葡萄糖作为碳源，配合微波处理手段，得到了四元的钼基复合材料；该材料不仅包含Mo2C、MoO2和纳米碳，还包含单质Mo，有效提高了钼基复合材料作为电催化产氢催化剂的电催化产氢性能。

Description

一种利用微波火花制备钼基复合材料及其方法和应用
技术领域
本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种利用微波火花制备钼基复合材料及其方法和应用。
背景技术
当今世界，能源枯竭、空气污染、温室气体排放等问题一直困扰人类，并促使人类对清洁和可再生能源进行探索和利用。其中，氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源；但氢能是一种二次能源，制氢技术成为氢能利用的核心问题之一。在众多制氢技术中，电化学分解水产氢技术(水分解成氢和氧)具有良好的发展前景，其阴极部分的电催化产氢(HER)高效催化剂的制备成为关键技术。
碳化钼具有较高熔点和硬度、良好热稳定性、机械稳定性和极好抗腐蚀性等特点，已广泛用于各种耐高温、耐磨擦和耐化学腐蚀等领域。同时，还具有类似贵金属的电子结构和催化特性，可广泛用于有氢参与的反应如烷烃异构化、不饱和烃加氢、加氢脱硫和脱氮等反应的催化剂，而且在催化方面与贵金属铂、铱相媲美，是一种很有前途的电催化剂，被称为“类铂催化剂”。
目前，碳化钼的制备主要依靠高温热解合成法和化学气相合成法(CVD)。例如，由甲烷提供碳源，在高于1085℃的温度下在以钼箔为衬底生长出Mo2C晶体；但是，这种CVD法制备Mo2C过程需高温，并且需要不断通入甲烷气体，对能源消耗大，而且反应步骤多，转化也复杂。除此方法外，直接高温热解合成Mo2C也比较通用。有研究者提出以钴基沸石型咪唑酯骨架包覆金属氧化物MoO3作为前驱体，在高温下合成多孔Mo2C纳米材料。有研究者也用MoO3为钼源，聚苯胺纳米棒作前驱体和碳源，两者混合后，通过热解制备出多孔的Mo2C/无定形碳复合材料。还有研究者以多金属磷钼酸氧酸盐配位聚合物为前驱体，通过热解过程制备出一种新型的氮掺杂石墨烯外壳负载的MoxC纳米颗粒。还有采用聚合物为载体(乙二胺和四氯化碳发生聚合反应得到，带正电)，通过静电作用将钼酸根有效地吸附和固定，在高温的碳热还原过程中，制备出一种新型的介孔Mo2C/NC复合材料。
从以上介绍的高温热解方法看出，为了获得均匀的前驱体，其合成和制备过程都比较复杂。制备Mo2C首先需要前驱体，一般是含碳的混合物或者是配合物；而且MoO3比较稳定，作为钼源较难反应，需要热解温度较高，制得的产物分散性也比较差且催化剂的导电性能不好。因此，如何低消耗且快速的制备碳化钼是一个很有机遇和挑战的课题。
此外，碳化钼的传统合成方法是“气固相合成法”，即MoO3在CH4/H2混合气的环境下，高温碳化获得。该方法危险性较大，涉及到“气固多相反应”，使得合成的催化剂出现“纵度差异”。其次，该方法可控性较差，合成出来的碳化钼粒径较大(微米级别)，因为现阶段报道的碳化钼的合成过程均不可避免地使用高温(～900℃)，不可避免地造成其粒子的烧结与团聚。最后，高的合成温度会引起催化剂孔结构的塌陷，使得该催化剂普遍拥有较小的比表面积(<50m2/g)。上述技术瓶颈严重制约了碳化钼催化剂在电催化制氢过程中活性位的暴露和反应产物及反应物的扩散，极大程度上限制了该类电催化剂的活性发挥。
微波加热物料的方式与高温炉中的常规加热方式从根本上不同，这可能会导致不同的反应路径，不同的结构差异或亚稳产物。与依赖于热传递并因此依赖于样品热传导的常规方法相比，微波加热依赖于一种材料，该材料通过与电磁场的相互作用直接将微波能转化为热能。这导致整个样品体积的均匀加热和迅速升高的温度，而常规的加热受到热导率的限制。微波输入的能量仅用于加热样品，而(理想情况下)不用于周围的环境或容器材料，从而减少了能耗。在一些反应物是感受器而其他反应物不是感受器的样品中，可能会发生选择性加热，从而导致较大的热梯度，有时可用于稳定亚稳相。适量体积的样品通过直接微波快速加热所需要的能量，比传统高温炉制备方法所需的能量要少得多，有较短的反应时间并可选择性加热，可使挥发性反应物化学计量地掺入产物中。通过微波反应获得的粉末形貌也比传统方法获得的粉末更均匀，并且含有更小的颗粒。
发明内容
本发明提供了一种利用微波火花制备钼基复合材料及其方法和应用，该方法制得的钼基复合材料不仅包含Mo2C、MoO2和纳米碳，还包含单质Mo，有效提高了钼基复合材料的电催化产氢性能。
具体技术方案如下：
一种利用微波火花制备钼基复合材料的方法，包括以下步骤：
(1)将钼源和碳源溶解于有机溶剂中，利用超声波处理混匀溶液；超声结束后，在惰性气氛下进行烘干，得到粉末状固体；
所述钼源为五氯化钼；所述碳源由质量比1:1～3的葡萄糖和经硝化处理后的纳米碳组成；所述有机溶剂为环己烷或正己烷；
(2)对步骤(1)获得的粉末状固体在氩气的惰性气氛下进行微波处理，得到钼基复合材料。
本发明为了克服以碳化钼为代表的钼基材料合成中的缺点，发展了一种微波火花发快速合成钼基复合材料的方法。与典型碳化钼的传统合成路线相比，该法具有合成操作简单易行，绿色环保，反应时间短，能耗低，危险性小的优点，且避免了传统高温焙烧导致样品因烧结而团聚且分散不均匀的现象。此外，本发明经试验发现添加特殊的钼源和碳源，配合微波处理方法，得到了能够作为电催化产氢催化剂的四元钼基复合材料，其不仅包含Mo2C、MoO2和纳米碳，还包含单质Mo，它们借助彼此之间的协同作用提高了材料的电催化产氢性能。
进一步地，步骤(1)中，所述纳米碳为纳米碳管、氧化石墨烯或石墨。
进一步地，所述硝化处理的方法为：将纳米碳置于硝酸蒸汽氛围下进行硝化处理，去除杂质后，清洗、烘干，得到经硝化处理后的纳米碳。
进一步地，所述硝酸与纳米碳的用量比为3～4ml/g。
上述方法可能的原理为：
(a)浓硝酸氧化处理后的CNT表面的活性含氧官能团有明显增加，CNT在极性溶剂中分散的均匀性、浓度和稳定性得到提高，在复合材料中的分布均匀性得到改善。硝化后的CNT表面含有大量的含氧管能团，使其成为良好微波吸收率的微波感受器，形成瞬间高温的火花现象(最显著特征，未硝酸氧化的CNT没有微波火花现象)，快速提供进一步微波化学反应所需的能量。
(b)在微波火花作用下，五氯化钼受热分解或者受纳米碳的高热还原作用生成单质Mo和氯气。随后，单质Mo可与纳米碳材料(其表面含氧官能团在微波火花后基本消除)或者葡萄糖中的碳，发生固相-固相的化学反应，生成碳化钼(Mo2C)。
(c)单质Mo也可与葡萄糖中的氧或者纳米碳材料表面的部分残余含氧官能团中的氧发生化学反应，生成氧化钼(MoO2)；故生成的四元钼基复合材料包括单质Mo、Mo2C、MoO2和纳米碳。其中，单质Mo、Mo2C和MoO2成为电催化产氢的主要活性物质，纳米碳除了是构成碳化钼的主要碳源，还肩负提升复合材料的导电作用与调节复合材料的电子结构特性的任务。
(d)以五氯化钼作为钼源，是基于其活泼的化学性质。相比于惰性的MoO3、钼酸溶液等含氧钼源，还减小了复合材料中氧化钼的含量。
(e)葡萄糖既可作为碳源，又能增加原材料混合时的粘稠性，使得物质的有效接触面积大幅度增加，并且葡萄糖可增强微波吸收效果，促使微波火花现象产生。
(f)氩气气氛下，微波法对碳材料具有还原作用，产生火花现象过程中，减少了含氧官能团，从而提升复合材料导电性。
进一步地，所述钼源与碳源的质量比为2～30:1。
进一步地，步骤(1)中，所述烘干的温度为80～90℃，时间为10～12h。
进一步地，步骤(2)中，所述微波处理的频率为2.0～3.0GHz，功率为400～800W，时间为5～10min。
为了防止因微波过程中瓶体过热而造成的不完全的情况，进一步地，步骤(2)中，采用间断性的方式进行微波处理，每微波1～2min放在通风处冷却1～3min，微波处理的总时间为5～10min。
本发明还提供了一种如所述的方法制备得到的钼基复合材料，所述钼基复合材料中包括的成分有单质Mo、Mo2C、MoO2和纳米碳。
更进一步地，所述钼基复合材料中含有单质Mo 20～30％，Mo2C 25～35％，MoO230～35％，其余为纳米碳。
本发明还提供了所述的钼基复合材料在制备电催化产氢催化剂中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用五氯化钼作为钼源，经硝化处理后的纳米碳和葡萄糖作为碳源，配合微波处理手段，得到了四元的钼基复合材料；该材料不仅包含Mo2C、MoO2和纳米碳，还包含单质Mo，有效提高了钼基复合材料作为电催化产氢催化剂的电催化产氢性能。
(2)本发明方法极大简化了以碳化钼为代表的钼基复合材料的制备过程，整个生产过程无需使用精密仪器，具有合成操作简单易行、反应时间短(数分钟)的特点。
(3)本发明方法的合成过程不用长时间通入甲烷、氢气等昂贵或危险性气体，克服传统方法中高温炉长时间高温运行的问题。
(4)本发明方法采用微波火花法制备了全新组成的四元钼基复合材料(包括单质Mo、Mo2C、MoO2和纳米碳)；尤其首次以单质Mo为活性组分，充分发挥各自组分的协同效应，促使该全新组成的四元钼基复合材料在电化学析氢中具有优异的催化活性。
附图说明
图1为实施例1微波过程中的火花现象(a)和实施例1的钼基复合材料样品(b)。
图2为实施例1和对比例1中样品的XRD性能表征结果图；
其中，(a)为实施例1制得的Mo-Mo2C-MoO2-CNT钼基复合材料，(b)对比例1制得的MoO2-CNT复合材料。
图3是实施例1、对比例1、对比例2和对比例4制得的复合材料在0.5M H2SO4溶液中的线性扫描伏安(LSV)图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，以下列举的仅是本发明的具体实施例，但本发明的保护范围不仅限于此。
本发明实施例中采用的主要仪器：X-射线粉末衍射仪(XRD-7000)购自日本SHIMADZU公司；电化学工作站(CHI660D)购于上海辰华仪器有限公司。
本发明实施例中采用的主要试剂：五氯化钼，碳纳米管，浓硝酸，葡萄糖，环己烷，乙醇均购置于国药集团化学试剂有限公司；纯氩气购置于康龙医用气体有限公司。
电化学产氢(HER)：使用CHI660D电化学工作站，在Init E＝-0.159V,Final E＝0.659V,Scan Rate＝0.005V/s,Sample Interval＝0.001V,Quiet Time＝2,Sensitivity＝1.e-002A/V参数设定下进行线性扫描伏安(LSV)扫描。电解液为0.5M的硫酸溶液，饱和甘汞电极(SCE)和碳棒分别为参比电极和对电极。
下列实施例中涉及的碳纳米管(CNT)的硝化方法为：取0.30g商品购买的CNT放置于200ml的聚四氟乙烯内衬中，量取0.90ml的浓硝酸(66-68％)置于5ml玻璃小瓶中，控制硝酸与CNT的用量比为3～4ml/g。将玻璃小瓶放置于聚四氟乙烯内衬中，加高压钢套，在180℃下反应4h，这样避免液态硝酸直接与CNT接触，同时在高温环境下提供硝酸蒸汽。用减压过滤法清洗经硝酸处理过的碳纳米管，去除硝酸、硝酸盐、氧化产生的无定型碳颗粒等杂质。用大量的去离子水多次冲洗，滤液的颜色由黄色洗至无色透明，确保杂质去除干净。滤纸上已过滤的CNT放入培养皿中于80℃电热干燥箱5h，得到黑色粉末状固体，即为硝化CNT。
实施例1钼基复合材料(即Mo-Mo2C-MoO2-CNT)的制备
一种利用微波火花制备钼基复合材料的方法，具体制备过程如下：
(1)将0.025g硝化CNT、0.036g葡萄糖、0.6gMoCl5置于玻璃小瓶中，滴入50d环己烷，利用超声波混合均匀；超声30min后，于85℃的真空干燥烘箱11h，得到粉末状固体，置于石英瓶中，盖上顶空瓶盖，通以氩气作为保护气。
(2)随后放入家用微波炉(频率为2.45GHz)，在功率700W下进行微波，每微波一分钟放在通风处晾一分钟；每微波5次后，在避免接触空气状态下，通入新鲜氩气排出其他气体以置换瓶中气体，共微波十分钟，得到Mo-Mo2C-MoO2-CNT钼基复合材料(如图1b所示)。
其中，经XRD定量分析后，发现该钼基复合材料中含有质量百分分别为约25％的单质Mo，约30％的Mo2C，约35％的MoO2和约10％的纳米碳。
对上述Mo-Mo2C-MoO2-CNT钼基复合材料进行XRD性能和HER性能的表征，结果如图2(a)所示，其XRD分析结果显示，钼以单质Mo、Mo2C、MoO2形式共同存在。其中，微波过程中，样品产生强烈的火花现象(如图1a所示)。5次微波后，样品甚至出现了类似烧炭状的火红现象。
如图2(a)所示，实施例1中的复合材料的XRD谱图中，出现了单斜相的MoO2(JCPDS：01-078-1070)、六方相的Mo2C(JCPDS：00-035-0787)和立方相的单质Mo(JCPDS：03-065-7442)的特征峰。此外，在20°-30°之间也出现了一个较宽的弱峰，这归属为无定型CNT的特征峰。与之相比，对比例1中的复合材料的XRD谱图(如图2b所示)中，仅仅出现了单斜相MoO2和CNT的特征峰。
HER性能表征方法为：取5mg所制备复合材料于10ml离心管中，加入5ml无水乙醇和250ul Nafion超声震荡1h。用移液枪以少量多次的方式共取10ul该溶液滴在4mm玻碳电极上，自然晾干后，以饱和甘汞电极(SCE)为参比电极在0.5M H2SO4的电解液中进行LSV线性扫描，结果如图3所示。
由图3a可知，实施例1中Mo-Mo2C-MoO2-CNT钼基复合材料的起始电位约为170mv(vs可逆标准氢电极(RHE))，在电流密度为10mA/cm2时，其过电位约为290mv(vs RHE)。实施例1中Mo-Mo2C-MoO2-CNT钼基复合材料表现出良好的HER性能(如图3a)，即在相同的电位下，其电流密度明显大于对比例2的Mo2C-MoO2-CNT(如图3d)以及对比例1和4的MoO2-CNT的电流密度(如图3b和c)。其中，在相同的电位下，对比例2的电流密度稍大于对比例1和4的电流密度，说明Mo2C具有一定的电催化产氢性能，但性能仍然不好。进一步，将实施例1和对比例2进行比较，发现实施例1的电催化产氢性能明显好于对比例2，说明单质Mo在促进钼基复合材料的电催化产氢性能的作用明显，这一点未见报道。也就是说，该专利报道的微波火花法在制备含Mo-Mo2C的钼基复合材料在电催化产氢性能上具有明显优势。
对比例1MoO2-CNT复合材料的制备
具体制备过程如下：
(1)将0.025g硝化CNTs、1g四水合钼酸铵、50ml去离子水置于50ml锥形瓶中，利用超声波混合均匀，超声30min。
(2)于85℃的真空干燥烘箱11h，得到粉末状固体，将其置于10ml石英瓶中，盖上顶空瓶盖，通以氩气作为保护气。
(3)随后放入家用微波炉中(频率为2.45GHz)，在功率700W下进行微波，过程中样品产生些许火花现象，故每微波一分钟放在通风处晾一分钟；每微波5次后，在避免接触空气状态下，通入新鲜氩气排出其他气体以置换瓶中气体；先后共微波十分钟，获得MoO2-CNT复合材料。
对上述MoO2-CNT复合材料进行XRD性能表征，结果如图2(b)所示，XRD分析结果显示，钼仅以MoO2形式存在，未出现Mo2C或单质Mo。
对比例2Mo2C-MoO2-CNT复合材料的制备
具体制备过程如下：
(1)将0.025g硝化CNTs、0.15g葡萄糖、1g四水合钼酸铵、50ml去离子水置于50ml锥形瓶中，利用超声波混合均匀，超声30min。
(2)剩余步骤与实施例1相同。
获得的Mo2C-MoO2-CNT复合材料的XRD分析结果显示，钼主要以MoO2形式存在，出现很少量的Mo2C，未出现单质Mo。
综合对比例1和2的结果发现，葡萄糖的添加是导致复合材料含有Mo2C组分的关键因素之一。
对比例3MoO2-CNT复合材料的制备
具体制备过程如下：
(1)将0.025g硝化CNT、0.3gMoCl5置于10ml石英瓶，滴入50d无水乙醇，超声30min；于85℃真空干燥烘箱11h，盖上顶空瓶盖，通以氩气作为保护气。
(2)在家用微波炉中，以功率700w下进行微波，每微波一分钟放在通风处晾一分钟，每微波5次后，在避免接触空气状态下，通入新鲜氩气排出其他气体以置换瓶中气体；先后共微波十分钟，获得MoO2-CNT复合材料。
获得的MoO2-CNT复合材料的XRD分析结果显示，钼仅以MoO2形式存在，未出现Mo2C和单质Mo。
对比例4MoO2-CNT复合材料的制备
具体制备过程如下：
(1)将0.025g硝化CNTs、0.3gMoCl5置于玻璃小瓶中，滴入50d环己烷，利用超声波混合均匀。
(2)剩余步骤同实施例1。
获得的MoO2-CNT复合材料的XRD分析结果显示，钼仅以MoO2形式存在，未出现Mo2C和单质Mo。
综合实施例1和4的结果发现，葡萄糖的添加是导致复合材料含有Mo2C组分的关键因素之一。
对比例5MoO2-CNT复合材料的制备
具体制备过程如下：
(1)将0.025g原始未硝化CNT、0.036g葡萄糖、0.6gMoCl5置于玻璃小瓶中，滴入50d环己烷，利用超声波混合均匀；超声30min后，于85℃的真空干燥烘箱11h，得到粉末状固体，置于石英瓶中，盖上顶空瓶盖，通以氩气作为保护气。
(2)剩余步骤同实施例1。
与实施例1对比，两者差别在于，微波过程中未出现明显的火花现象，也未出现烧炭状的火红现象。
获得的MoO2-CNT复合材料的XRD分析结果显示，钼仅以MoO2形式存在，未出现Mo2C和单质Mo。
综合实施例1和对比例5的结果发现，纳米碳进行硝化处理是导致复合材料含有Mo2C和单质Mo组分的关键因素之一。
对比例6MoO2-CNT复合材料的制备
具体制备过程如下：
(1)将0.025g硝化CNT、0.036g葡萄糖、0.6gMoCl5置于10ml石英瓶，滴入50d无水乙醇，超声30min；于85℃真空干燥烘箱11h，盖上顶空瓶盖，通以氩气作为保护气。
(2)剩余步骤同实施例1。
获得的MoO2-CNT复合材料的XRD分析结果显示，钼仅以MoO2形式存在，未出现Mo2C和单质Mo。
综合实施例1和对比例6的结果发现，环己烷为溶剂是导致复合材料含有Mo2C和单质Mo组分的关键因素之一。
对比例7MoO2-CNT复合材料的制备
具体制备过程如下：
(1)将0.025g硝化CNT、0.036g葡萄糖、0.6g四水合钼酸铵置于玻璃小瓶中，滴入50d环己烷，利用超声波混合均匀；超声30min后，于85℃的真空干燥烘箱11h，得到粉末状固体，置于石英瓶中，盖上顶空瓶盖，通以氩气作为保护气。
(2)剩余步骤同实施例1。
获得的MoO2-CNT复合材料的XRD分析结果显示，钼仅以MoO2形式存在，未出现Mo2C和单质Mo。
综合实施例1和对比例7的结果发现，五氯化钼为钼源是导致复合材料含有Mo2C和单质Mo组分的关键因素之一。
对比例8MoO2-CNT复合材料的制备
具体制备过程如下：
(1)将0.025g硝化CNT、0.6g四水合钼酸铵置于玻璃小瓶中，滴入50d环己烷，利用超声波混合均匀；超声30min后，于85℃的真空干燥烘箱11h，得到粉末状固体，置于石英瓶中，盖上顶空瓶盖，通以氩气作为保护气。
(2)剩余步骤同实施例1。
获得的MoO2-CNT复合材料的XRD分析结果显示，钼仅以MoO2形式存在，未出现Mo2C和单质Mo。
实施例2Mo-Mo2C-MoO2-CNT的制备
具体制备过程如下：
(1)将0.05g硝化CNT、0.036g葡萄糖、0.6gMoCl5置于玻璃小瓶中，滴入50d正己烷，利用超声波混合均匀；超声30min后，于85℃的真空干燥烘箱11h，得到粉末状固体，置于石英瓶中，盖上顶空瓶盖，通以氩气作为保护气。
(2)剩余步骤同实施例1。
XRD分析结果显示，钼以单质Mo、Mo2C、MoO2形式共同存在，获得Mo-Mo2C-MoO2-CNT钼基复合材料。
实施例3Mo-Mo2C-MoO2-GO的制备
具体制备过程如下：
(1)将0.05g硝化氧化石墨烯(GO)、0.036g葡萄糖、0.6gMoCl5置于玻璃小瓶中，滴入50d环己烷，利用超声波混合均匀；超声30min；
(2)剩余步骤同实施例1。
XRD分析结果显示，钼以单质Mo、Mo2C、MoO2形式共同存在，获得Mo-Mo2C-MoO2-GO钼基复合材料。
实施例4Mo-Mo2C-MoO2-C的制备
具体制备过程如下：
(1)将0.05g硝化石墨(C)、0.036g葡萄糖、0.6gMoCl5置于玻璃小瓶中，滴入50d环己烷，利用超声波混合均匀；超声30min；
(2)剩余步骤同实施例1。
XRD分析结果显示，钼以单质Mo、Mo2C、MoO2形式共同存在，获得Mo-Mo2C-MoO2-C钼基复合材料。
实施例5Mo-Mo2C-MoO2-CNT的制备
具体制备过程如下：
(1)将0.04g硝化CNT、0.04g葡萄糖、0.2gMoCl5置于玻璃小瓶中，滴入50d环己烷，利用超声波混合均匀；超声30min；
(2)剩余步骤同实施例1。
XRD分析结果显示，钼以单质Mo、Mo2C、MoO2形式共同存在，获得Mo-Mo2C-MoO2-C钼基复合材料。
以上所述，仅是本发明的几种实施案例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例。但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施案例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种利用微波火花制备钼基复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将钼源和碳源溶解于有机溶剂中，利用超声波处理混匀溶液；超声结束后，在惰性气氛下进行烘干，得到粉末状固体；
所述钼源为五氯化钼；所述碳源由质量比1:1～3的葡萄糖和经硝化处理后的纳米碳组成；所述有机溶剂为环己烷或正己烷；
(2)对步骤(1)获得的粉末状固体在氩气的惰性气氛下进行微波处理，得到钼基复合材料。
2.如权利要求1所述的利用微波火花制备钼基复合材料的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米碳为纳米碳管、氧化石墨烯或石墨。
3.如权利要求2所述的利用微波火花制备钼基复合材料的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硝化处理的方法为：将纳米碳置于硝酸蒸汽氛围下进行硝化处理，去除杂质后，清洗、烘干，得到经硝化处理后的纳米碳。
4.如权利要求3所述的利用微波火花制备钼基复合材料的方法，其特征在于，所述硝酸与纳米碳的用量比为3～4ml/g。
5.如权利要求1所述的利用微波火花制备钼基复合材料的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钼源与碳源的质量比为2～30:1。
6.如权利要求1所述的利用微波火花制备钼基复合材料的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述烘干的温度为80～90℃，时间为10～12h。
7.如权利要求1所述的利用微波火花制备钼基复合材料的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述微波处理的频率为2.0～3.0GHz，功率为400～800W；
采用间断性的方式进行微波处理，每微波1～2min放在通风处冷却1～3min；微波处理的总时间为5～10min。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的方法制备得到的钼基复合材料，其特征在于，所述钼基复合材料中包括的成分有单质Mo、Mo2C、MoO2和纳米碳。
9.如权利要求8所述的钼基复合材料，其特征在于，所述钼基复合材料中含有单质Mo20～30％，Mo2C 25～35％，MoO2 30～35％，其余为纳米碳。
10.如权利要求8或9任一项所述的钼基复合材料在制备电催化产氢催化剂中的应用。
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