一种h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种h‑三氧化钼/双金属硫化物复合材料、制备方法及应用，属于光催化复合材料技术领域。h‑三氧化钼/双金属硫化物复合材料由六棱柱状的三氧化钼即h‑MoO3和两种金属硫化物组成，其中一种金属硫化物为2H‑二硫化钼即2H‑MoS2，另一种金属硫化物为硫化锌、硫化镍、硫化镓或硫化铜。本发明专利技术的h‑三氧化钼/双金属硫化物复合材料原料易得、成本低、制备工艺简单，在废水处理工艺中，作为光催化复合材料具有极大的工业应用价值。

A kind of h-mo 3 / bimetallic sulfide composite material, preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料、制备方法及应用
本专利技术属于光催化复合材料
，具体涉及一种h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料、制备方法及应用。
技术介绍
水中污染物包括有机污染物和无机污染物。有机污染物主要包括耗氧无毒有机物(如蛋白质、脂肪和碳水化合物等)和有毒有机物(如酚类化合物、有机农药和多环芳烃、染料和食品添加剂等)。无机污染物主要包括铅、铬、隔、汞和铜等重金属离子。其中铬离子即Cr(VI)更易为人体吸收，而且在人体内蓄积，毒性更强，对水生生物甚至有致死作用，且不能被微生物分解，被列为对人体危害最大的集中元素之一，是国际公认三种致癌物重金属之一。目前，含铬废水的处理方法主要有物化处理法、化学处理法和生物处理法。其中，物化处理法存在一次性投资大，工艺复杂，占地面积大且运行费用较高，操作管理水平要求严格等问题，因此对于水量很大的工业废水，该法在经济上不适用。化学处理法存在工艺流程长，设备复杂和以造成二次污染等问题。生物处理法是通过细菌的生长繁殖，通过还原、吸附、吸收和超积累等作用，去除废水中Cr(VI)的过程，也存在工艺流程长等问题。光催化法是利用光催化剂在光的条件下对水中的Cr(VI)进行还原，将其还原Cr(Ⅲ)，然后再跟OH-生成Cr(OH)3沉淀形式去除掉，在处理废水方面此方法绿色环保，处理的工艺简单。尽管光催化剂的制备生产上花费不小，太阳光用之不尽，取之不竭，不需成本，如果能够在工业中得到有效合理的利用到将极大的推动社会工业的发展，因此光催化仍旧是许多团队潜心研宄的热点。r>MoO3基于其独特的层状结构、电子结构、稳定性和光催化活性，被广泛地用作光催化剂。然而，MoO3带隙值(2.8eV～3.2eV)较大，只能响应紫外光和少部分可见光，限制了其在光催化领域应用的潜力。此外，MoO3的光生载流子复合率较高。因此，拓宽可见光响应范围和提高光生载流子分效率对提高MoO3的光催化活性至关重要。热力学稳态的2H-MoS2(六方晶系)作为光电催化剂，其催化活性来自于边缘不饱和成键原子，而面内原子不具有催化活性，这使得能够贡献催化活性的原子比例极低，严重制约了MoS2的催化活性。此外，导电性差也是影响2H-MoS2半导体的光电催化活性的关键因素之一。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料、制备方法及其应用。为达到上述目的，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术技术方案，具体实施过程如下：1.一种h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料，所述h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料由六棱柱状的三氧化钼即h-MoO3和两种金属硫化物组成，其中，一种硫化物为2H-二硫化钼即2H-MoS2，且以薄膜的形成负载在h-MoO3的表面，另一种金属硫化物为硫化锌、硫化镍、硫化镓或硫化铜，且以颗粒的形式分布在薄膜的表面。2.一种h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将二水合钼酸钠分散到水中，再加入浓硝酸，在温度为20～40℃条件下，搅拌0.5～2h，然后在温度为80～100℃条件下，进行水热反应0.5～2h，冷却，过滤，将沉淀洗涤，干燥，即得h-MoO3；S2、将h-MoO3置于含有金属离子的水溶液中，在温度为25～35℃条件下，进行吸附反应1～3h，待吸附平衡后，过滤，将沉淀洗涤、干燥，即得初产物；S3、将初产物置于等离子交换机中，并通入硫化氢即H2S和惰性气体的混合气体，然后进行放电处理，即得h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料；所述S1中，二水合钼酸钠、水和浓硝酸按g:mL:mL计为1～2:150～250:5～15；所述S2中，h-MoO3与金属离子的水溶液按g:mL计为0.5～1.5:3～80。优选的，所述S1中，二水合钼酸钠分散到水中的方式采用超声分散。超声分散法更能使二水合钼酸钠均匀分散到水中。优选的，所述S1中，水为去离子水。采用去离子水的目的在于防止水中其他离子对后续反应产生干扰。优选的，所述S1中，浓硝酸的加入方式为逐滴加入。因为逐滴加入能使二水合钼酸钠与浓硝酸充分反应。优选的，所述S1中，水热反应为将溶液装入反应釜中，然后在油浴锅中进行反应。其中，水热反应结束后的沉淀为白色沉淀。优选的，所述S1中，沉淀洗涤的方式为分别用水和乙醇各洗两次。优选的，所述S1中，干燥的方式为在60℃条件下，烘干12h。优选的，所述S2中，金属离子为Ga3+、Ni2+、Zn2+或Cu2+。优选的，所述S2中，金属离子的水溶液为硝酸盐水溶液或硫酸盐水溶液。优选的，所述S2中，h-MoO3与硝酸盐的质量比为20:1。优选的，所述S3中，H2S与惰性气体的体积比为1:9。优选的，所述S3中，需先通过H2S和惰性气体的混合气体15min，待管道内空气排尽后，再进行放电处理，以防止生成其他杂质。优选的，所述S1中，二水合钼酸钠、水和浓硝酸按g:mL:mL计为1.7:195:5。优选的，所述S2中，h-MoO3与金属离子的水溶液按g:mL计为1:40。优选的，所述S3中，等离子交换机的处理条件：功率为80-120w，放电时间为3-10min，混合气体流速为20-40mL/min。优选的，所述S3中，等离子交换机的处理条件：功率为100w，放电时间为5min，混合气体流速为25mL/min。3.一种h-三氧化钼/金属硫化物复合材料在废水处理中作为光催化材料的应用。本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术的h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料，通过在h-MoO3的表面同时负载两种金属硫化物，大大降低了带隙值，拓宽了可见光的响应范围和提高了光生载流子分效率，2H-MoS2以薄膜形式负载在六棱柱状的MoO3表面上，大大提高了催化活性的原子比例，使2H-MoS2暴露了更多活性位点，同时，在薄膜表面负载另一种金属硫化物可大大提高2H-MoS2半导体的导电性能，因此h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料，充分发挥了催化活性，进而对Cr(VI)有着更强的光催化效果；2)本专利技术的h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料，原料易得、成本低，直接在等离子交换机中即可制得，制备方法简单，条件温和，且制得的h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料在废水处理过程中，作为光催化复合材料，具有极大的工业应用价值。附图说明图1为本专利技术的h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料的扫描电子显微镜(SEM)图；图2为本专利技术的h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料的X射线衍射(XRD)图；图3为本专利技术的h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料的透射电子显微镜图；图4为本专利技术的h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料的光催化效果图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。...

【技术保护点】
1.一种h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料，其特征在于，所述h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料由六棱柱状的三氧化钼即h-MoO

【技术特征摘要】
1.一种h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料，其特征在于，所述h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料由六棱柱状的三氧化钼即h-MoO3和两种金属硫化物组成，其中，一种硫化物为2H-二硫化钼即2H-MoS2，且以薄膜的形成负载在h-MoO3的表面，另一种金属硫化物为硫化锌、硫化镍、硫化镓或硫化铜，且以颗粒的形式分布在薄膜的表面。


2.如权利要求1所述一种h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将二水合钼酸钠分散到水中，再加入浓硝酸，在温度为20～40℃条件下，搅拌0.5～2h，然后在温度为80～100℃条件下，进行水热反应0.5～2h，冷却，过滤，将沉淀洗涤，干燥，即得h-MoO3；
S2、将h-MoO3置于含有金属离子的水溶液中，在温度为25～35℃条件下，进行吸附反应1～3h，过滤，将沉淀洗涤、干燥，即得初产物；
S3、将初产物置于等离子交换机中，并通入硫化氢即H2S和惰性气体的混合气体，然后进行放电处理，即得h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料；
所述S1中，二水合钼酸钠、水和浓硝酸按g:mL:mL计为1～2:150～250:5～15；
所述S2中，h-MoO3与金属离子的水溶液按g:mL计为0.5～1.5:3～80。


3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑小刚，黄志平，黄从英，欧喻婷，刘婷婷，
申请(专利权)人：内江师范学院，
类型：发明
国别省市：四川;51