Cu2MoS4纳米管在光催化中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法，包括以下步骤，首先将Cu2MoS4纳米管和有机污染物溶液进行混合后，得到混合液；然后在光源的照射下，将上述步骤得到的混合液进行降解反应后，得到清液。本发明专利技术从纳米材料入手，创造性的将Cu2MoS4纳米管用于光催化领域中，作为光催化剂的应用，在光催化降解有机污染物甲基橙与光催化分解水制氢反应中具有良好的性能，而且本发明专利技术提供的制备方法简单，成本低，对环境无污染，用于光催化降解有机污染物甲基橙和光催化分解水产氢反应中显著提高其性能，有着巨大的发展前景和商用前景。

Cu

The present invention provides a Cu

【技术实现步骤摘要】
Cu2MoS4纳米管在光催化中的应用
本专利技术涉及纳米材料
，涉及Cu2MoS4纳米管在光催化中的应用，特别涉及一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法和Cu2MoS4纳米管光解水的方法。
技术介绍
随着物质生活水平的日益提高，在衣食住行方面的消费比例明显提升，相关的行业也得到了快速的发展，印染行业就是其中之一，但同时印染行业固有的污染问题，也一直是业内最为关注的议题。而且国家对于节能减排的治理力度逐年递增，全社会对于环保的意识也日益提高。如甲基橙等有机染料在工业中有着十分巨大的使用量，并且有机染料的品种和数量呈现出日益增加的趋势，有机染料的废水给环境带来的巨大压力不容小视。甲基橙等有机物工业废水水量大种类多、毒性大、水质成分复杂。且不能被好氧生物降解。此外，在厌氧条件下，还可能被还原为具有致癌作用的芳烃胺类，传统的物理和化学净化方法通常不能达到理想的净化目的。很显然，这是不符合当今发展的大环境和大方向的，因此，如何合理的治理和减少行业内的有机污染物已成为诸多研究者的主要工作议题。近些年来，纳米材料得到了蓬勃发展，由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。同时，由于化石能源的逐渐枯竭和使用过程中的污染问题，研究者对于可循环能源方向的研究与日俱增，其中，太阳能的可重复使用和清洁无污染，使得对太阳能的转化和利用日益成为研究热点和重点。因此，将纳米材料和太阳能相结合，如基于太阳能的可见光光催化反应，作为治理有机污染物，生产氢气的研究手段，这其中纳米材料在光催化反应中的应用，自然也得到各个国家的大力支持和关注。同时，由于氢气燃烧过程热量高且对环境无污染，人们也致力于研究发展各式各样的制备氢气方法，这其中，纳米材料作为催化剂，基于太阳光照的光解水制备氢气也有着巨大的发展前景。但目前无论是光催化降解有机污染物，还是光解水制氢，都普遍存在着降解不彻底，催化剂产率低，催化剂循环稳定性不够的问题。因此，如何找到一种合适的应用于光催化反应的催化剂，提高性能、增强稳定性日益成为科学研究的重点，也是领域内诸多研究人员业内普遍关注的焦点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供了Cu2MoS4纳米管在光催化中的应用，具体是一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法和Cu2MoS4纳米管光解水的方法，本专利技术将Cu2MoS4纳米管，用于光催化降解有机污染物和光解水制备氢气中，降解彻底，循环稳定性好，产率高。本专利技术提供了一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法，包括以下步骤：1)将Cu2MoS4纳米管和有机污染物溶液进行混合后，得到混合液；2)在光源的照射下，将上述步骤得到的混合液进行降解反应后，得到清液。优选的，所述光源包括可见光和/或紫外光；所述光源的波长大于等于390nm；所述有机污染物包括甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明6G、罗丹明B和苏丹III中的一种或多种。优选的，所述Cu2MoS4纳米管和所述有机污染物的质量比为40：(2.5～3.5)；所述有机污染物溶液的浓度为5～40mg/L。优选的，所述混合包括搅拌混合和/或超声分散；所述混合的时间为20～40min；所述降解反应的时间为小于等于12min。本专利技术还提供了一种Cu2MoS4纳米管光解水制氢的方法，包括以下步骤：1`)将Cu2MoS4纳米管和牺牲剂混合后，进行光解水制氢，得到氢气。优选的，所述牺牲剂包括硫化钠和亚硫酸钠的混合溶液；所述Cu2MoS4纳米管和所述牺牲剂的质量比为(2～10)：585。优选的，所述Cu2MoS4纳米管由以下方法制备：A)将实心球状氧化亚铜、四硫代钼酸铵和水进行水热反应后，得到Cu2MoS4纳米管；所述纳米管为空心纳米管。优选的，所述实心球状氧化亚铜与所述四硫代钼酸铵的质量比为(2～4)：11；所述实心球状氧化亚铜的粒径为200～400nm；所述Cu2MoS4纳米管为方形管。优选的，所述步骤A)具体为：将实心球状氧化亚铜、四硫代钼酸铵和水进行水热反应后，得到悬浊液，再经过后处理，得到Cu2MoS4纳米管；所述水热反应的温度为150～170℃；所述水热反应的时间为2～4h。优选的，所述Cu2MoS4纳米管的长度为1～3μm；所述方形管的管壁厚度为10～40nm；所述方形管的边长为90～120nm。本专利技术提供了一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法，包括以下步骤，首先将Cu2MoS4纳米管和有机污染物溶液进行混合后，得到混合液；然后在光源的照射下，将上述步骤得到的混合液进行降解反应后，得到清液。与现有技术相比，本专利技术针对现有的光催化过程中，如光催化降解有机污染物，或是光解水制氢过程中，普遍存在着降解不彻底，催化剂产率低，催化剂循环稳定性不够的问题。本专利技术从纳米材料入手，创造性的将Cu2MoS4纳米管用于光催化领域中，作为光催化剂的应用，在光催化降解有机污染物甲基橙与光催化分解水制氢反应中具有良好的性能，而且本专利技术提供的制备方法简单，成本低，对环境无污染，用于光催化降解有机污染物甲基橙和光催化分解水产氢反应中显著提高其性能，有着巨大的发展前景和商用前景。实验结果表明，本专利技术将Cu2MoS4纳米管作为光催化剂，用于光催化降解有机污染物和光解水制备氢气中，有机污染物降解彻底，降解速度快，而且循环稳定性好，制备氢气的产率高，稳定性好。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的实心球状的氧化亚铜的扫描电镜照片；图2为本专利技术实施例1制备的Cu2MoS4纳米管的外观照片；图3为本专利技术实施例1制备的Cu2MoS4纳米管的扫描电镜照片；图4为本专利技术实施例1制备的Cu2MoS4纳米管的透射电镜照片；图5为本专利技术实施例1制备的Cu2MoS4纳米管X射线衍射图；图6为本专利技术实施例8制备的Cu2MoS4纳米管材料光降解甲基橙的循环测试图；图7为本专利技术实施例9制备的Cu2MoS4纳米管材料光解水产氢的循环测试图。具体实施方式为了进一步了解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点而不是对本专利技术专利要求的限制。本专利技术所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本专利技术所有原料，对其纯度没有特别限制，本专利技术优选采用分析纯或多元化合物纳米材料领域常规的纯度即可。本专利技术提供了一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法，包括以下步骤：1)将Cu2MoS4纳米管和有机污染物溶液进行混合后，得到混合液；2)在光源的照射下，将上述步骤得到的混合液进行降解反应后，得到清液。本专利技术首先将Cu2MoS4纳米管和有机污染物溶液进行混合后，得到混合液。本专利技术对所述有机污染物没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规有机污染物即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、降解情况以及排放要求进行选择和调整，本专利技术所述有机污染物优选为有机染料，更优选为有机染料类污染物，具体可以包括甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明6G、罗丹明B和苏丹III中的一种或多种，也可以为甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明6G、罗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Cu

【技术特征摘要】
1.一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将Cu2MoS4纳米管和有机污染物溶液进行混合后，得到混合液；2)在光源的照射下，将上述步骤得到的混合液进行降解反应后，得到清液。2.根据权利要求1所述的光催化降解有机污染物的方法，其特征在于，所述光源包括可见光和/或紫外光；所述光源的波长大于等于390nm；所述有机污染物包括甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明6G、罗丹明B和苏丹III中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的光催化降解有机污染物的方法，其特征在于，所述Cu2MoS4纳米管和所述有机污染物的质量比为40：(2.5～3.5)；所述有机污染物溶液的浓度为5～40mg/L。4.根据权利要求1所述的光催化降解有机污染物的方法，其特征在于，所述混合包括搅拌混合和/或超声分散；所述混合的时间为20～40min；所述降解反应的时间为小于等于12min。5.一种Cu2MoS4纳米管光解水制氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：1`)将Cu2MoS4纳米管和牺牲剂混合后，进行光解水制氢，得到氢气。6.根据权利要求5所述的光解水...

【专利技术属性】
技术研发人员：林运祥，张科，杨爽，肖子健，徐位域，宋礼，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34