硫化钼复合活性炭材料在近红外光催化脱氮中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种硫化钼复合活性炭材料在近红外光催化脱氮中的应用，包括：在近红外光条件下，以硫化钼复合活性炭材料作为光催化剂，将氨氮降解为N

Application of molybdenum sulfide composite activated carbon material in catalytic denitrification of near infrared light

The invention discloses a molybdenum sulfide composite material of activated carbon and nitrogen application in near infrared light catalysis include: in the near infrared light conditions, the molybdenum sulfide composite activated carbon materials as photocatalyst, the degradation rate of ammonia nitrogen is N

【技术实现步骤摘要】
硫化钼复合活性炭材料在近红外光催化脱氮中的应用
本专利技术涉及一种硫化钼复合活性炭材料及其利用近红外光于催化降解氨氮中的应用。
技术介绍
用太阳能解决环境能源问题，起源于1972年Fujishima利用TiO2光电极电解水制氢，随后Carey在1976年报道了利用TiO2光催化氧化消除多氯二酚的毒性，从此，利用太阳能降解环境污染物的研究迅速成为人们研究的热点。但是，TiO2只能利用占太阳能4％左右的紫外光，对TiO2进行掺杂及开发Fe2O3、WO3、Bi2WO6等新型催化剂，虽然部分解决了对可见光的利用问题，但是占太阳能近50％的红外光尚需开发利用。近几年来，二维材料由于其良好光学和电学特性受到了人们的广泛关注。而在近红外光的应用方面，文献仅报道了MoS2用于光热药物释放治疗癌症的研究。因此，如何利用红外光，也成为业界研发人员研究的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硫化钼复合活性炭材料在近红外光催化脱氮中的应用，以克服现在技术的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种硫化钼复合活性炭材料于近红外光光照条件下光催化降解氨氮中的用途。进一步的，所述硫化钼复合活性炭材料包括活性炭和1wt％～10wt％硫化钼颗粒，且所述硫化钼分布于所述活性炭表面。进一步的，所述硫化钼复合活性炭材料的比表面积为12-16m2/g。进一步的，所述硫化钼复合活性炭材料的粒径为4.0-5.6nm，相邻硫化钼层间距为0.54-0.7nm。较为优选的，所述氨氮包括NH3和/或NH4+。进一步的，所述近红外光的波长范围λ为780nm～2500nm。本专利技术实施例提供了一种氨氮的净化方法，其包括：将硫化钼复合活性炭材料加入含有氨氮的液相体系，并以近红外光光照所述液相体系，使所述氨氮被光催化降解为N2和H2O。进一步的，所述硫化钼复合活性炭材料与氨氮的质量比为100mg:5～50mg。在一较为优选的实施方案中，一种氨氮净化方法具体包括：将含有氨氮的液相待测样品与硫化钼复合活性炭材料混合置入避光反应器中，并在所述避光反应器的光照窗口处设置仅可使近红外光通过的滤光片，之后以光源照射所述避光反应器，使其中的氨氮被光催化降解为N2和H2O。在一较为优选的实施方案中，一种氨氮净化方法具体包括：(1)提供光反应器及滤光片，以保证只有近红外光辐射进入光反应器；(2)向步骤(1)中的光反应器中加入待测样品及硫化钼复合活性炭材料，盖上滤光片，再置于光源下光照，测得不同时间段所述待测样品在可见光波段的吸光值；(3)根据公式：氨氮降解率＝(1-Ci/C0)×100％＝(1-Ai/A0)×100％计算出氨氮的降解率。进一步的，测得所述待测样品在554nm处的吸光值。进一步的，所述硫化钼复合活性炭材料重复催化降解氨氮5-10次后，氨氮的降解率仍>90％。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：(1)本专利技术的硫化钼复合活性炭材料催化降解氨氮的方法，利用近红外光光将氨氮降解为N2和H2O，无需添加多余的氧化剂，从而降低了成本，且所述催化剂重复催化降解氨氮5-10次后，所述氨氮的降解率仍>90％。(2)本专利技术的硫化钼复合活性炭催化降解氨氮的方法，通过硫化钼、活性炭等可利用太阳光中的近红外光，大幅度提高了对太阳能的利用，且本专利技术的制备方法简单，条件易控。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1中的反应机理图；图2是本专利技术实施例1中硫化钼(MoS2)、活性炭(AC)与硫化钼复合活性炭(AC-MoS2)的XRD图；图3是本专利技术实施例1中MoS2、AC与AC-MoS2的拉曼光谱图；图4a-图4d是本专利技术实施例1中MoS2、AC与AC-MoS2的TEM图，其中图4a是硫化钼的TEM图，图4b是活性炭的TEM图，图4c和图4d是AC-MoS2的TEM图；图5是本专利技术实施例1中AC-MoS2重复1-7次后氨氮降解率的曲线图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本专利技术的实施方式仅仅是示例性的，并且本专利技术并不限于这些实施方式。在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与根据本专利技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。本专利技术实施例提供了一种硫化钼复合活性炭材料于近红外光光照条件下光催化降解氨氮中的用途。进一步的，所述硫化钼复合活性炭材料包括活性炭和1wt％～10wt％硫化钼颗粒，且所述硫化钼分布于所述活性炭表面。进一步的，所述硫化钼复合活性炭材料的比表面积为12-16m2/g。进一步的，所述硫化钼复合活性炭材料的粒径为4.0-5.6nm，相邻硫化钼层间距为0.54-0.7nm。较为优选的，所述氨氮包括NH3和/或NH4+。进一步的，所述近红外光的波长范围λ为780nm～2500nm。本专利技术实施例提供了一种氨氮净化方法，其包括：将硫化钼复合活性炭材料加入含有氨氮的液相体系，并以近红外光光照所述液相体系，使所述氨氮被光催化降解为N2和H2O。进一步的，所述硫化钼复合活性炭材料与氨氮的质量比为100mg:5～50mg。在一较为优选的实施方案中，一种氨氮净化方法具体包括：将含有氨氮的液相待测样品与硫化钼复合活性炭材料混合置入避光反应器中，并在所述避光反应器的光照窗口处设置仅可使近红外光通过的滤光片，之后以光源照射所述避光反应器，使其中的氨氮被光催化降解为N2和H2O。在一较为优选的实施方案中，一种氨氮净化方法具体包括：(1)提供光反应器及滤光片，以保证只有近红外光辐射进入光反应器；(2)向步骤(1)中的光反应器中加入待测样品及硫化钼复合活性炭材料，盖上滤光片，再置于光源下光照，测得不同时间段所述待测样品在可见光波段的吸光值；(3)根据公式：氨氮降解率＝(1-Ci/C0)×100％＝(1-Ai/A0)×100％计算出氨氮的降解率。进一步的，测得所述待测样品在554nm处的吸光值。进一步的，所述硫化钼复合活性炭重复催化降解氨氮5-10次后，氨氮的降解率仍>90％。在一较为优选的实施方案中，一种氨氮净化方法具体包括：(1)提供光反应器及滤光片，以保证只有近红外光辐射进入光反应器；(2)向步骤(1)中的光反应器中加入待测样品及硫化钼复合活性炭，盖上滤光片，再置于光源下光照，测得不同时间段所述待测样品在可见光波段的吸光值；(3)根据公式：氨氮降解率＝(1-Ci/C0)×100％＝(1-Ai/A0)×100％计算出氨氮的降解率。进一步的，测得所述待测样品在554nm处的吸光值。进一步的，所述硫化钼复合活性炭重复催化降解氨氮5-10次后，氨氮的降解率仍>85.4％。以下结合附图和实施例对本专利技术的技术作进一步的解释说明。实施例1(1)MoS2的制备：取1.21gNa2MoO4·2H2O(0.005mol)本文档来自技高网...

【技术保护点】
硫化钼复合活性炭于近红外光光照条件下光催化降解氨氮中的用途。

【技术特征摘要】
1.硫化钼复合活性炭于近红外光光照条件下光催化降解氨氮中的用途。2.如权利要求1所述的用途，其特征在于：所述硫化钼复合活性炭材料包括活性炭和1wt％～10wt％硫化钼颗粒，所述硫化钼分布于所述活性炭表面；和/或，所述硫化钼复合活性炭材料的比表面积为12-16m2/g；和/或，所述硫化钼复合活性炭材料的粒径为4.0-5.6nm，相邻硫化钼层间距为0.54-0.7nm。3.如权利要求1所述的用途，其特征在于：所述氨氮包括NH3和/或NH4+。4.如权利要求1所述的用途，其特征在于：所述近红外光的波长范围λ为780nm～2500nm。5.一种氨氮净化方法，其特征在于包括：将硫化钼复合活性炭加入含有氨氮的液相体系，并以近红外光光照所述液相体系，使所述氨氮被光催化降解为N2和H2O。6.如权利要求5所述的氨氮净化方法，其特征在于：所述硫化钼复合活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘守清，张欢，周姗姗，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32