專利名稱：一種過渡金屬硫化物合金新型制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及合金制備技術領域，特別是涉及一種過渡金屬硫化物合金新型制備方法。
背景技術：
過渡元素都是金屬，又叫過渡金屬。跟主族元素的金屬相比，它們有熔點高、沸點高、 硬度高、密度大等特點。大多數的過渡金屬都是以氧化物或硫化物的形式存在于地殼中， 只有金、銀等幾種單質可以穩(wěn)定存在。
過渡金屬硫化物是近年來研究比較活躍的領域之一。由于具有獨特的光、電、磁性質 和化學性質，因而被廣泛應用到了各個領域，例如，作為固態(tài)鋰離子電池陰極材料、工業(yè) 催化劑、光電子材料、診斷材料、硫化玻璃、合成超導材料的重要前驅體，甚至還可以作 為發(fā)光二極管。
雖然當前出現了許多過渡金屬硫化物的合成方法，但是，這些方法通常采用高溫氣相 或者高溫固相合成、離子交換反應合成、有機物熱分解反應和電化學合成等方法，這些方 法所需要的原料種類多、原料成本高，而且生產工藝比較復雜，無法形成批量化生產，不 利于過渡金屬硫化物的廣泛生產普及。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種過渡金屬硫化物合金新型制備方法，具有所需要 的原料簡單、成本低廉，且生產工藝簡單，反應條件易于控制，所形成的產品一致性好， 對環(huán)境污染少、不需要模板劑的優(yōu)點，有利于過渡金屬硫化物合金的批量化生產，具有重 大的生產實踐意義。
為此，本發(fā)明提供了一種過渡金屬硫化物合金新型制備方法，包括以下步驟-第一步、將可溶性金屬鹽和硫脲或硫脲衍生物按照1: 6 1: 13的摩爾比加入到離子 水中；
第二步、在進行攪拌后將溶液轉移至高壓釜中，在120 15(TC的配合溫度下使可溶性 金屬鹽和硫脲或硫脲衍生物充分配合，生成配合物；
第三步、將第二步生成的配合物在200 24(TC的溫度下進行加熱，生成過渡金屬硫化物。
優(yōu)選地，還包括步驟對第三步生成的過渡金屬硫化物依次進行過濾、洗滌、真空干 燥處理。
優(yōu)選地，所述可溶性金屬鹽是水溶性金屬鹽。
優(yōu)選地，所述可溶性金屬鹽是硫酸鹽，或氯化鹽，或硝酸鹽，或乙酸鹽。 優(yōu)選地，所述配合物生成過渡金屬硫化物所采用的制備方法是自模板水熱法。 優(yōu)選地，所生成的過渡金屬硫化物合金的組成為MSx， x=1.0 2.0，該過渡金屬硫化
物合金的粒徑為2ym。
由以上本發(fā)明提供的技術方案可見，本發(fā)明與現有的過渡金屬硫化物合金制備方法相
比，具有所需要的原料簡單、成本低廉，且生產工藝簡單，反應條件易于控制，所形成的
產品一致性好，對環(huán)境污染少、不需要模板劑的優(yōu)點，有利于過渡金屬硫化物合金的批量
化生產，具有重大的生產實踐意義。


圖1為過渡金屬硫化物的X射線衍射(XRD)圖，其中，圖1A為實施例2所生成的過 渡金屬硫化物的X射線衍射圖，圖1B為實施例3所生成的過渡金屬硫化物的X射線衍射圖2為過渡金屬硫化物的掃描電鏡(SEM)圖，其中，圖2A為實施例1所生成的過渡 金屬硫化物的掃描電鏡圖，圖2B為實施例2所生成的過渡金屬硫化物的掃描電鏡圖，圖 2C為實施例3所生成的過渡金屬硫化物的掃描電鏡圖，圖2D為實施例4所生成的過渡金 屬硫化物的掃描電鏡圖。
具體實施例方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明 作進一步的詳細說明。
本發(fā)明提供了一種過渡金屬硫化物(M-S， M為過渡金屬，S為硫)合金新型制備方法， 包括以下步驟
第一步、將可溶性金屬鹽和硫脲或硫脲衍生物按照1: 6 1: 13的摩爾比加入到離子
水中；
在本發(fā)明提供的制備方法中，所使用的配合劑和硫源是硫脲或硫脲衍生物。 所述可溶性金屬鹽是水溶性金屬鹽，具體實現上，可以是硫酸鹽，或氯化鹽，或硝酸鹽，或乙酸鹽等。
所述過渡金屬M例如為鈷Co、鎳Ni。
此外，本發(fā)明提供的制備方法中，所用的溶劑為去離子水。
第二步、在進行攪拌后將溶液轉移至高壓釜中，在120 15(TC的配合溫度下使可溶性 金屬鹽和硫脲或硫脲衍生物充分配合，生成配合物；
第三步、將第二步生成的配合物在200 24(TC的溫度下進行加熱，生成過渡金屬硫化物。
上述配合物生成過渡金屬硫化物所采用的制備方法是自模板水熱法。 此外，為了獲得干凈、干燥的過渡金屬硫化物，本發(fā)明在第三步之后還包括 第四步、對第三步生成的過渡金屬硫化物依次進行過濾、洗滌、真空干燥處理。 基于上述本發(fā)明提供的過渡金屬硫化物合金新型制備方法，所生成的過渡金屬硫化物
合金的組成為MS,， x=l. 0 2. 0,該過渡金屬硫化物合金的粒徑在2 y m (微米)左右。 通過上述本發(fā)明的技術方案和具體實施例可知，本發(fā)明提供的過渡金屬硫化物(M-S，
M為過渡金屬，S為硫)合金新型制備方法具有以下的優(yōu)點
1、 原料簡單且成本較低，反應路線簡單。
2、 生產工藝簡單且反應條件易于控制。
通過在120 15(TC下使金屬鹽與硫脲或硫脲衍生物充分配合，然后在200 24(TC下加執(zhí)。
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3、 所生成過渡金屬硫化物合金產品的一致性好，有利于批量化生產。 鑒于本發(fā)明的過渡金屬硫化物合金產品的制備過程是在高壓釜中進行，因此受到外界
的影響少，所生成的過渡金屬硫化物合金產品的一致性很好。
4、 對環(huán)境污染少。
本發(fā)明提供的過渡金屬硫化物合金產品制備方法的反應是在高壓釜中進行的，因此在 反應過程中不會對環(huán)境造成污染。即使在開釜時會有少量S02和H2S溢出，但是仍然可以通 過適當的方法對該少量S02和H2S進行有效處理。
5、 不需要模板劑。
金屬硫化物作為催化劑材料，加大比表面積是研究提高催化性能的目標之一。為了提 髙比表面積，往往需要在制備過程中加入模板劑。
本發(fā)明提供的過渡金屬硫化物合金產品制備方法不需要外來模板，由硫脲或其衍生物 充當硫源和配合劑，在120 150'C下金屬鹽和硫脲(或硫脲衍生物)充分生成配合物；然后在200 240'C下加熱配合物，配合物作為模板依照自身結構來分解生成過渡金屬硫化物, 因此，與無模板硫化物相比，具有更大的比表面積。
下面給出采用本發(fā)明的過渡金屬硫化物合金新型制備方法的具體實施例
實施例l:
將0. 005mol硫酸鈷和0. 065mol硫脲溶入到60ml去離子水中，攪拌后轉移至高壓釜中， 在12(TC下加熱12h (小時)，然后在20(TC下加熱6h;并依次通過過濾、洗滌、真空干燥 上述生成的過渡金屬硫化物沉淀。
本實施例2所生成過渡金屬硫化物的組成為CoSlw其掃描電鏡圖(SEM)如附圖2A所示。
實施例2:
將0. 005mol氯化鈷和0. 040mol 2， 4一二羥基苯甲醛縮氨基硫脲溶入到60ml去離子水 中，攪拌后轉移至高壓釜中，在130'C下加熱12h,然后在22(TC下加熱24h;并依次通過 過濾、洗滌、真空干燥上述生成的過渡金屬硫化物沉淀。
本實施例2所生成過渡金屬硫化物的組成為CoS,.65。其X射線衍射圖(XRD)如附圖1A 所示，其掃描電鏡圖(SEM)如附圖2B所示。
實施例3:
將0. 005mo1氯化鎳和0. 030tno1硫脲溶入到60ml去離子水中，攪拌后轉移至高壓釜中， 在14(TC下加熱12h，然后在22(TC下加熱24h;并依次通過過濾、洗滌、真空干燥上述生 成的過渡金屬硫化物沉淀。
本實施例3所生成過渡金屬硫化物的組成為NiS』。其X射線衍射圖(XRD)如附圖1B 所示，其掃描電鏡圖(SEM)如附圖2C所示。
實施例4:
將0. 005mol硝酸鎳和0. 050mol硫脲溶入到60ml去離子水中，攪拌后轉移至高壓釜中， 在15(TC下加熱12h，然后在24(TC下加熱12h;并依次通過過濾、洗滌、真空干燥上述生 成的過渡金屬硫化物沉淀。
本實施例4所生成過渡金屬硫化物的組成為NiS^。其掃描電鏡圖(SEM)如附圖2D所示。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來 說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視 為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1、一種過渡金屬硫化物合金新型制備方法，其特征在于，包括以下步驟第一步、將可溶性金屬鹽和硫脲或硫脲衍生物按照1∶6～1∶13的摩爾比加入到離子水中；第二步、在進行攪拌后將溶液轉移至高壓釜中，在120～150℃的配合溫度下使可溶性金屬鹽和硫脲或硫脲衍生物充分配合，生成配合物；第三步、將第二步生成的配合物在200～240℃的溫度下進行加熱，生成過渡金屬硫化物。
2、 如權利要求1所述的過渡金屬硫化物合金新型制備方法，其特征在于，還包括步驟 對第三步生成的過渡金屬硫化物依次進行過濾、洗滌、真空干燥處理。
3、 如權利要求1或2所述的過渡金屬硫化物合金新型制備方法，其特征在于，所述可 溶性金屬鹽是水溶性金屬鹽。
4、 如權利要求3所述的過渡金屬硫化物合金新型制備方法，其特征在于，所述可溶性 金屬鹽是硫酸鹽，或氯化鹽，或硝酸鹽，或乙酸鹽。
5、 如權利要求1或2所述的過渡金屬硫化物合金新型制備方法，其特征在于，所述配 合物生成過渡金屬硫化物所采用的制備方法是自模板水熱法。
6、 如權利要求1或2所述的過渡金屬硫化物合金新型制備方法，其特征在于，所生成 的過渡金屬硫化物合金的組成為M&, x=1.0 2.0，該過渡金屬硫化物合金的粒徑為2um。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種過渡金屬硫化物合金新型制備方法，包括步驟第一步、將可溶性金屬鹽和硫脲或硫脲衍生物按照1∶6～1∶13的摩爾比加入到離子水中；第二步、在進行攪拌后將溶液轉移至高壓釜中，在120～150℃的配合溫度下使可溶性金屬鹽和硫脲或硫脲衍生物充分配合，生成配合物；第三步、將第二步生成的配合物在200～240℃的溫度下進行加熱，生成過渡金屬硫化物。本發(fā)明與現有的過渡金屬硫化物合金制備方法相比，具有所需要的原料簡單、成本低廉，且生產工藝簡單，反應條件易于控制，所形成的產品一致性好，對環(huán)境污染少、不需要模板劑的優(yōu)點，有利于過渡金屬硫化物合金的批量化生產，具有重大的生產實踐意義。
文檔編號C01B17/00GK101423200SQ200810153178
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權日2008年11月21日
發(fā)明者任秋麗, 光 劉, 宋大衛(wèi), 焦麗芳, 王一菁, 王亞平, 袁華堂 申請人:南開大學