二硫化钼-硫化锑复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种二硫化钼‑硫化锑复合材料及其制备方法和应用，该二硫化钼‑硫化锑复合材料包括二硫化钼和硫化锑，二硫化钼掺杂在硫化锑中。制备方法包括先用钼酸钠和硫代乙酰胺经水热法合成二硫化钼，将二硫化钼超声分散在氢氧化钠溶液后紧接着加入九水硫化钠，再将含氯化锑的盐酸溶液逐滴加入含二硫化钼和硫化钠的氢氧化钠溶液中形成前驱体，最后经加热得到二硫化钼‑硫化锑复合材料。本发明专利技术的复合材料具有稳定性强、循环利用性高，具有高的光催化活性位点等优点，制备方法工艺简单、操作性高、成本低，复合材料具有优越的光催化性能，可广泛应用于光催化降解工业废水领域。

MoS2 antimony composite material and its preparation method and Application

The invention discloses a antimony molybdenum disulfide composite material and its preparation method and the application of the MoS2 Composite material including molybdenum disulfide and antimony sulfide, MoS2 doped in antimony in. The preparation method comprises using sodium molybdate and thioacetamide MoS2 synthesized by hydrothermal method, the molybdenum disulfide dispersed in sodium hydroxide solution followed by adding nine sodium sulfide, the precursor formation of sodium hydroxide solution containing hydrochloric acid solution and then added dropwise antimony chloride containing molybdenum disulfide and sodium sulfide, finally after heating antimony molybdenum disulfide composite materials. The composite material of the invention has strong stability, high recyclability, has high photocatalytic activity sites and other advantages, method of preparation process, simple operation and low cost, composite material has superior photocatalytic properties, can be widely applied in the field of photocatalytic degradation of industrial wastewater.

【技术实现步骤摘要】
二硫化钼-硫化锑复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于复合材料的制备
，涉及一种光催化纳米复合材料及其制备方法和应用，具体涉及一种二硫化钼-硫化锑复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，光催化技术已广泛应用于处理废水中的污染物。很多光催化材料如金属氧化物、硫化物和氮化物已得到了广泛的关注和研究。在这些光催化剂中，硫化锑（Sb2S3）是V-VI族直接带隙的半导体材料，以其适合的带隙（1.5～2.2eV）和良好的光敏特性，在光催化领域有潜在的应用前景。然而单独将硫化锑作为光催化剂时，由于其较窄的带隙能量和较低的量子效率而导致其光催化活性不高。因此，通过与其它材料复合去改善Sb2S3的光催化性能变得非常必要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种光催化性能优异、稳定性强、循环利用性高，具有高的光催化活性位点的二硫化钼-硫化锑复合材料，还提供一种制备工艺简单、操作性高、成本低的二硫化钼-硫化锑复合材料的制备方法以及该二硫化钼-硫化锑复合材料在去除工业废水中六价铬的应用。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种二硫化钼-硫化锑复合材料，所述二硫化钼-硫化锑复合材料包括二硫化钼和硫化锑，所述二硫化钼掺杂于所述硫化锑中构成二硫化钼-硫化锑复合材料。上述的二硫化钼-硫化锑复合材料，优选的，所述二硫化钼的质量分数为5%～11%。作为一个总的技术构思，本专利技术还提供了一种二硫化钼-硫化锑复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将钼酸钠和硫代乙酰胺溶于水中，进行水热合成反应，得到二硫化钼；（2）将步骤（1）所得的二硫化钼超声分散于氢氧化钠溶液中，然后加入九水硫化钠作为硫源，得到含二硫化钼和硫化钠的氢氧化钠溶液；（3）将氯化锑溶于盐酸溶液中，得到含氯化锑的盐酸溶液；（4）将步骤（3）所得的含氯化锑的盐酸溶液逐滴加入步骤（2）所得的含二硫化钼和硫化钠的氢氧化钠溶液中进行反应，得到二硫化钼-硫化锑前驱体；（5）将步骤（4）所得的二硫化钼-硫化锑前驱体进行加热，得到二硫化钼-硫化锑复合材料。上述的制备方法，优选的，所述步骤（1）中，所述钼酸钠与硫代乙酰胺的摩尔比为1∶2～8。上述的制备方法，优选的，所述步骤（2）中，所述二硫化钼与氢氧化钠溶液的质量体积比为200mg～400mg∶1L（即200mg/L～400mg/L），所述九水硫化钠与氢氧化钠溶液的质量体积比为7.2g～20g∶1L（即7.2g/L～20g/L），所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L～2mol/L；和/或，所述步骤（3）中，所述氯化锑与盐酸溶液的质量体积比为9g～12g∶1L（即9g/L～12g/L），所述盐酸溶液的浓度为6mol/L～8mol/L。上述的制备方法，优选的，所述步骤（1）中，所述水热合成反应的条件为：加热温度为180℃～200℃，加热时间为24h～26h；和/或，所述步骤（5）中，所述加热的温度为100℃～150℃，所述加热的时间为12h～15h。上述的制备方法，优选的，所述步骤（1）中，所述水热合成反应后，将所得反应产物先后用去离子水、乙醇洗涤，然后离心分离，离心转速为5000转/分～7000转/分，离心时间为3分钟～5分钟，再在温度为50℃～70℃的环境下干燥4h～6h，得到二硫化钼；和/或，所述步骤（5）中，所述加热后，将所得反应产物用去离子水洗涤，再在温度为40℃～60℃的环境下干燥6h～12h。作为一个总的技术构思，本专利技术还提供了一种上述的二硫化钼-硫化锑复合材料或上述的制备方法制备得到的二硫化钼-硫化锑复合材料在去除废水中的六价铬的应用。上述的应用，优选的，所述应用包括以下步骤：将所述二硫化钼-硫化锑复合材料添加到废水中，在可见光或近红外光下进行光催化反应，完成对六价铬的还原，所述二硫化钼-硫化锑复合材料在废水中的添加量为0.8g/L～1.2g/L。上述的应用，优选的，所述应用中，在避光条件下将所述二硫化钼-硫化锑复合材料添加到废水中并搅拌；和/或，所述可见光或近红外光的光源为300W～500W的氙灯，所述氙灯与所述废水的液面距离为14cm～16cm，所述光催化反应的时间为120min～150min；和/或，所述废水中六价铬的浓度为50mg/L～60mg/L。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术提供了一种二硫化钼-硫化锑复合材料，稳定性强、循环利用性高，具有高的光催化活性，因此，本专利技术的二硫化钼-硫化锑复合材料在光催化去除废水中污染物具有潜在的应用价值；且以一维结构的Sb2S3纳米棒作为基体，相比于零维、二维和三维结构，其具有传输电子速率快、光吸收强、强度大、不易团聚以及吸附面积大等优点。石墨相二硫化钼（MoS2）具有层叠的二维结构，有较小的带隙（1.8eV）并且光响应范围广，可作为有效的助催化剂提高半导体材料的光催化活性。2、本专利技术提供了一种二硫化钼-硫化锑复合材料的制备方法，利用简单的水热法制备二硫化钼-硫化锑复合材料。本专利技术的制备方法工艺简单，其反应条件容易控制、操作方法简单且成本低廉。3、本专利技术的二硫化钼-硫化锑复合材料在可见光或近红外光下具有很好的光催化性能，可广泛用于光去除染料废水领域，特别适用于光去除六价铬染料废水，具有工艺简单、操作便捷、催化效果好等优点。附图说明图1为MoS2、Sb2S3以及本专利技术实施例1中的二硫化钼-硫化锑复合材料对应的SEM图。图2为本专利技术实施例1中的二硫化钼-硫化锑复合材料对应的TEM图，（a）和（b）图是从不同位置拍摄的。图3为图2（b）的TEM图中A区域的元素分布图。图4为本专利技术的二硫化钼-硫化锑复合材料光催化去除废水中的六价铬的原理图。图5为Sb2S3以及本专利技术实施例1的二硫化钼-硫化锑复合材料光催化还原废水中的六价铬对应的时间-去除效率的关系图。图6为本专利技术实施例1～3中的二硫化钼-硫化锑复合材料光催化还原废水中的六价铬对应的时间-去除效率的关系图。图7为本专利技术实施例1中的二硫化钼-硫化锑复合材料循环反应五次的光催化性能曲线图。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。实施例1：一种本专利技术的二硫化钼-硫化锑复合材料，该复合材料包括二硫化钼和硫化锑，其中二硫化钼为块状，硫化锑为棒状，块状的二硫化钼掺杂于棒状的硫化锑表面和中间，其中二硫化钼的质量分数为8%。一种上述本实施例的二硫化钼-硫化锑复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将242mg钼酸钠和601mg硫代乙酰胺（二者摩尔比为1∶8）溶于去离子水中，转移至聚四氟乙烯槽中，加热至180℃进行水热合成，维持24小时后，自然冷却。将反应产物先后用去离子水、无水乙醇进行洗涤，然后离心分离，离心速度为7000转/分，离心时间为3分钟，再在温度为60℃的环境下干燥6h，得到产物，用研钵研磨至粉末状，得到亮黑色的二硫化钼。（2）取步骤（1）所得的二硫化钼15mg加入50ml浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液中超声分散10min，紧接着加入800mg九水硫化钠作为硫源，得到含二硫化钼和硫化钠的氢氧化钠溶液。（3）将228mg氯化锑溶解于25mL浓度为6mol/L的盐酸溶液中，得到含氯化锑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二硫化钼‑硫化锑复合材料，其特征在于，所述二硫化钼‑硫化锑复合材料包括二硫化钼和硫化锑，所述二硫化钼掺杂于所述硫化锑中构成二硫化钼‑硫化锑复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种二硫化钼-硫化锑复合材料，其特征在于，所述二硫化钼-硫化锑复合材料包括二硫化钼和硫化锑，所述二硫化钼掺杂于所述硫化锑中构成二硫化钼-硫化锑复合材料。2.根据权利要求1所述的二硫化钼-硫化锑复合材料，其特征在于，所述二硫化钼的质量分数为5%～11%。3.一种权利要求1或2所述的二硫化钼-硫化锑复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将钼酸钠和硫代乙酰胺溶于水中，进行水热合成反应，得到二硫化钼；（2）将步骤（1）所得的二硫化钼超声分散于氢氧化钠溶液中，然后加入九水硫化钠作为硫源，得到含二硫化钼和硫化钠的氢氧化钠溶液；（3）将氯化锑溶于盐酸溶液中，得到含氯化锑的盐酸溶液；（4）将步骤（3）所得的含氯化锑的盐酸溶液逐滴加入步骤（2）所得的含二硫化钼和硫化钠的氢氧化钠溶液中进行反应，得到二硫化钼-硫化锑前驱体；（5）将步骤（4）所得的二硫化钼-硫化锑前驱体进行加热，得到二硫化钼-硫化锑复合材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述钼酸钠与硫代乙酰胺的摩尔比为1∶2～8。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述二硫化钼与氢氧化钠溶液的质量体积比为200mg～400mg∶1L，所述九水硫化钠与氢氧化钠溶液的质量体积比为7.2g～20g∶1L，所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L～2mol/L；和/或，所述步骤（3）中，所述氯化锑与盐酸溶液的质量体积比为9g～12g∶1L，所述盐酸溶液的浓度为6mol/L～8mol/L。6.根据权利要求3～5中任一项所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁兴中，王惠，曾光明，王侯，陈晓红，吴志斌，蒋龙波，熊婷，张进，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43