本發(fā)明屬于無機(jī)非金屬新材料研發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開一種涉及二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料的共沉淀及熔融鹽焙燒的合成方法。

背景技術(shù)：

二硫化鉬具有類似石墨的層狀結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于固體潤滑劑、儲氫材料、電池電極材料、催化材料等。納米級二硫化鉬材料，因其吸附能力強、催化反應(yīng)活性高等特點被用作煤炭液化、煤炭熱解、石油中加氫脫硫、除硫去氮的催化劑。但是由于納米粒子粒度尺寸小，表面能高，粒子之間容易發(fā)生團(tuán)聚，納米材料在介質(zhì)中的分散和穩(wěn)定成為限制其在工業(yè)應(yīng)用的主要問題之一。為了改善納米二硫化鉬粒子的團(tuán)聚，近年來,石墨烯或氧化石墨烯成為人們研究的熱點。目前，制備石墨烯的方法主要有機(jī)械剝離法、還原氧化石墨法、外延生長法及金屬催化法等合成方法。然而，石墨烯表面呈現(xiàn)穩(wěn)定惰性，難溶解于溶劑中，更難與其他有機(jī)或無機(jī)材料均勻地復(fù)合。因此，制備石墨烯復(fù)合材料，大多是先將氧化石墨烯與納米材料復(fù)合，再將復(fù)合后的材料還原得到石墨烯復(fù)合材料。這種制備步驟繁瑣，產(chǎn)物性能往往難以滿足應(yīng)用需求，因此，有必要開發(fā)一種直接獲得石墨烯負(fù)載單分散納米粒子的制備方法。

目前制備納米粒子/石墨烯的主要方法有化學(xué)還原法、電化學(xué)沉積法、熱蒸發(fā)法、水熱法、溶膠-凝膠法等。一些研究表明，選擇合適碳源和合成條件可以直接獲得負(fù)載的石墨烯。腐植酸是一種天然大分子有機(jī)化合物，主要由風(fēng)化煤或者褐煤采用“堿溶酸沉”的方法獲得。腐植酸具有不確定的分子量，其上含有羧基、羥基、酚羥基、醌基、甲氧基等多種活性官能團(tuán)。它具有良好的吸收、絡(luò)合、交換等功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：為了證明選擇合適的碳源，可以直接獲得二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料。提出了采用腐植酸精鉀絡(luò)合金屬鉬離子，進(jìn)一步將其與硫酸鈉混合研磨后焙燒，制備二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料的合成方法，該合成方法包括以下步驟：（1）配置0.25M的四水合七鉬酸銨溶液40ml，再向其中加入2g腐植酸精鉀，將兩者混合并攪拌成混合溶液，備用；（2）配置0.5M的硝酸溶液100ml，將步驟（1）中攪拌得到的混合溶液逐滴滴加到0.5M的硝酸溶液中，調(diào)節(jié)溶液的pH為1-3之間，靜置一段時間后得到沉淀物，備用；（3）將步驟（2）中制備好的沉淀物凍干，與無水硫酸鈉按1:10的質(zhì)量比混合研磨，在Ar氣氣氛下，在600℃或700℃或800℃條件下，以10℃/min的升溫梯度焙燒3h，自然冷卻到室溫，獲得二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料的前驅(qū)體，備用；（4）將步驟（3）中得到的前驅(qū)體用水和無水乙醇各離心洗滌五遍，最后保存在無水乙醇中；將產(chǎn)物在50℃下干燥得到二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料的粉體。利用腐植酸精鉀“堿溶酸沉”的特點，在熔融鹽焙燒體系中采用腐植酸精鉀這種生物質(zhì)材料作為碳源合成二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料，所述腐植酸鉀購買自新疆雙龍腐植酸公司。

有益效果：本發(fā)明提供了一種直接獲得二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料的方法，利用從風(fēng)化煤中提取出來的腐植酸精鉀這種既廉價又高效的生物質(zhì)材料作為碳源，實現(xiàn)最大程度的資源利用，最終達(dá)到了環(huán)境保護(hù)，資源高值化利用的目的。

附圖說明

圖1：本發(fā)明制備方法的T=600℃時二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料的X射線（XRD)圖譜；

圖2：本發(fā)明制備方法的T=600℃時二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料的透射電子顯微鏡圖譜（TEM）；

從圖1的X射線圖譜可以知道，T=600℃時得到的材料是二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料。從圖2的透射電子顯微鏡的圖像可以看出，所得到的二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料為100nm左右的納米棒均勻的負(fù)載在碳膜表面上的形貌。由此看出，選擇合適的碳源-腐植酸精鉀，可以直接獲得二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料。

具體實施方式

實施例1、配置0.25M的(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O溶液40ml，再向其中加入2g腐植酸精鉀，再配置0.5M的HNO₃溶液100ml。在磁力攪拌的條件下，將(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O與腐植酸精鉀混合溶液緩慢反向滴加到HNO₃溶液中。將以上渾濁液靜置后，吸出上層的水，然后將沉淀物進(jìn)行凍干，取1g凍干后的腐植酸精鉀-鉬酸前驅(qū)體與10g無水硫酸鈉以1:10的質(zhì)量比進(jìn)行混合研磨，然后在Ar氣氣氛下，600℃條件下，以10℃/min升溫梯度焙燒3h，自然冷卻到室溫，再用水和乙醇分別對樣品進(jìn)行離心洗滌各五遍，最后將樣品保存在乙醇中，50℃烘干得到硫化鉬/碳納米復(fù)合材料

實施例2、配置0.25M的(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O溶液40ml，再向其中加入2g腐植酸精鉀，再配置0.5M的HNO₃溶液100ml。在磁力攪拌的條件下，將(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O與腐植酸精鉀混合溶液緩慢反向滴加到HNO₃溶液中。將以上渾濁液靜置后，吸出上層的水，然后將沉淀物進(jìn)行凍干，取1g凍干后的腐植酸精鉀-鉬酸前驅(qū)體與10g無水硫酸鈉以1:10的質(zhì)量比進(jìn)行混合研磨，然后在Ar氣氣氛下，700℃條件下，以10℃/min升溫梯度焙燒3h，自然冷卻到室溫，用水和乙醇分別對樣品進(jìn)行離心洗滌各五遍，最后將樣品保存在乙醇中，50℃烘干得到硫化鉬/碳納米復(fù)合材料。

實施例3、配置0.25M的(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O溶液40ml，再向其中加入2g腐植酸精鉀，再配置0.5M的HNO₃溶液100ml。在磁力攪拌的條件下，將(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O與腐植酸精鉀混合溶液緩慢反向滴加到HNO₃溶液中。將以上渾濁液靜置后，吸出上層的水，然后將沉淀物進(jìn)行凍干，取1g凍干后的腐植酸精鉀-鉬酸前驅(qū)體與10g無水硫酸鈉以1:10的質(zhì)量比進(jìn)行混合研磨，然后在Ar氣氣氛下，800℃條件下，以10℃/min升溫梯度焙燒3h，自然冷卻到室溫，再用水和乙醇分別對樣品進(jìn)行離心洗滌各五遍，最后將樣品保存在乙醇中，50℃烘干得到硫化鉬/碳納米復(fù)合材料。

上述實驗所用腐植酸鉀購買自新疆雙龍腐植酸公司。

結(jié)論：通過選擇合適的碳源-腐植酸精鉀，直接獲得了二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料，其形貌為100 nm左右的納米棒均勻的負(fù)載在碳膜表面上。

本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容是以四水合鉬酸銨和廉價的腐植酸精鉀混合溶液為原料，反向滴定到硝酸中，制得沉淀。再與無水硫酸鈉混合研磨，利用熔融鹽焙燒法，經(jīng)過碳熱反應(yīng)，將無水硫酸鈉既作為模版劑，又作為硫源，獲得了100nm左右的納米棒均勻的負(fù)載在碳膜表面上的二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料。