【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境治理修复材料领域，尤其涉及一种异质结纳米复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着工业化的快速发展，各种持续性有机污染物，例如：对硝基苯酚、甲基橙、亚甲基蓝、苯酚、罗丹明、荧光黄、2,4-二氯苯氧乙酸、等等被过度排放到环境中。根据大量研究显示这些化学物质是持久的，有着长距离迁移和生物累积性的能力,因而可能对生态系统和人类健康存在潜在危害。
2、tio2为直接宽带隙半导体材料(3.2ev)，为了促进tio2材料在光能转换领域的研究，就需要对其进行多种敏化，以扩展材料的光响应范围并最终提升光转换效率。现有技术中常用的光敏化剂为窄带半导体材料，例如：cds、cdse、fe2o3和cdte；贵金属半导体，例如bi2moo6、biobr、ag3po4等。但均存在稳定性较差、含有贵金属元素导致生产成本较高等问题。
3、研究证实，利用不同的敏化剂共同修饰不但可以扩展材料的光响应范围至可见及近红外区还可以提供错落有致的带隙结构促进载流子的传输，并应用于有机污染物的清除。但现有的修饰后材料对光的利用率较低、有机污染物去除效率较差，还存在合成难度较高等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种异质结纳米复合材料及其制备方法和应用，旨在解决现有技术采用光催化复合材料存在处理有机污染物效率较低、材料合成难度较高等问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种异质结纳米复合材料，所述异质结纳米复合材料包括c3n4/mos2/二氧化钛纳
3、本专利技术还提供了一种如上所述的异质结纳米复合材料的制备方法，包括步骤：提供钼硫溶液；所述钼硫溶液为含有钼源物质和硫源物质的水溶液；其中，所述钼硫溶液中钼元素与硫元素的摩尔比为1～3：15～20。
4、向所述钼硫溶液中加入二氧化钛纳米管进行水热反应，得mos2/二氧化钛杂糅体；其中，在所述mos2/二氧化钛杂糅体中，二氧化钛纳米管是高度定向生长的；mos2纳米片为花瓣片状形貌，并均匀地分布在所述二氧化钛纳米管的表面。
5、提供c3n4分散液；将所述mos2/二氧化钛杂糅体浸入所述c3n4分散液中高温处理，得异质结纳米复合材料；其中，所述高温处理的温度为150～200℃；所述高温处理的时长为4～6h。
6、进一步地，所述钼源物质包括三氧化钼、钼酸铵和钼酸钠中的一种或多种。
7、进一步地，所述硫源物质为c2h5ns。
8、进一步地，所述水热反应的温度为180～220℃；所述水热反应的时长为6～24h。
9、进一步地，所述c3n4分散液的获得方式为对含氮有机物依次进行高温焙烧处理、研磨处理、质子化处理以及超声分散处理，得所述c3n4分散液；其中，所述含氮有机物包括三聚氰胺、三聚氰酸、三聚氰胺树脂和尿素中的一种或多种。
10、进一步地，所述高温焙烧处理的温度为450～550℃；所述高温焙烧处理的时长为12～24h。
11、进一步地，所述高温处理的步骤之后还包括对高温处理后产物进行洗涤处理及真空干燥处理，得所述异质结纳米复合材料。
12、本专利技术还提供了一种如上所述的异质结纳米复合材料或如上任意一项所述的制备方法制备出的异质结纳米复合材料的应用，将异质结纳米复合材料作为工作电极插入有机污染物溶液中，并进行可见光照射处理，得污染物分解后液；其中，所述可见光的光波段为400～800nm，所述可见光照射处理的时长30～80min。
13、进一步地，所述有机污染物溶液的浓度为10～50mg/l；所述有机污染物溶液包括对硝基苯酚、甲基橙、亚甲基蓝、苯酚、罗丹明、荧光黄、2,4-二氯苯氧乙酸中的一种或多种。
14、本专利技术达到的有益效果：
15、本专利技术提供的异质结纳米复合材料可以利用可见光波段的光源实现该异质结纳米复合材料的电荷和能量的转移。该异质结纳米复合材料中的mos2具有很强的吸附能力，且形成的异质结纳米复合材料的异质结构拥有与之能量匹配的逐步阶梯式的能级结构，mos2纳米片、c3n4和二氧化钛纳米管之间的能带的形成更加有利于载荷子的传输，减少了电子-空穴对的复合，解决了载流子输运限制问题。且该异质结纳米复合材料的结构稳定，有益于高效去除有机污染物。
16、本专利技术提供的异质结纳米复合材料的制备方法在低生产成本的前提下，简洁高效的制备出了高性能多元式能带最优匹配的光电材料(异质结纳米复合材料)。该制备方法的制备产率较高，产品形貌均一，稳定性较高，解决了纳米化工艺复杂、产品易团聚、颗粒粒径大等问题，并且制备过程中所用设备价格低廉、操作步骤安全简单、反应温和、毒性小，具有环境友好、安全可控的优势，易于大规模化生产，给未来新能源开发以及环境治理带来重大革新。
17、将本专利技术提供的异质结纳米复合材料应用于处理有机污染物溶液中，直接将材料作为工作电极插入有机污染物溶液中，并进行可见光(光波段为400～800)照射处理30～80min即可。处理工艺简单、反应时长短、能耗低，有机污染物的去除效率高，适宜大面积推广应用。
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1.一种异质结纳米复合材料，其特征在于，所述异质结纳米复合材料包括C3N4/MoS2/二氧化钛纳米管异质结纳米颗粒，所述C3N4/MoS2/二氧化钛纳米管异质结纳米颗粒为表层包覆有层状C3N4的MoS2/二氧化钛杂糅体；
2.一种如权利要求1所述的异质结纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述钼源物质包括三氧化钼、钼酸铵和钼酸钠中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硫源物质为C2H5NS。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为180～220℃；所述水热反应的时长为6～24h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述C3N4分散液的获得方式为对含氮有机物依次进行高温焙烧处理、研磨处理、质子化处理以及超声分散处理，得所述C3N4分散液；
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述高温焙烧处理的温度为450～550℃；所述高温焙烧处理的时长为12～24h。
8.根据权
9.一种如权利要求1所述的异质结纳米复合材料或如权利要求2～8任意一项所述的制备方法制备出的异质结纳米复合材料的应用，其特征在于，将异质结纳米复合材料作为工作电极插入有机污染物溶液中，并进行可见光照射处理，得污染物分解后液；其中，所述可见光的光波段为400～800nm，所述可见光照射处理的时长30～80min。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述有机污染物溶液的浓度为10～50mg/L；
...【技术特征摘要】
1.一种异质结纳米复合材料，其特征在于，所述异质结纳米复合材料包括c3n4/mos2/二氧化钛纳米管异质结纳米颗粒，所述c3n4/mos2/二氧化钛纳米管异质结纳米颗粒为表层包覆有层状c3n4的mos2/二氧化钛杂糅体；
2.一种如权利要求1所述的异质结纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述钼源物质包括三氧化钼、钼酸铵和钼酸钠中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硫源物质为c2h5ns。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为180～220℃；所述水热反应的时长为6～24h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述c3n4分散液的获得方式为对含氮有机物依次进行高温焙烧处理、研磨处理、...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯辉，孙宗祥，王海萍，何爱翠，罗翠文，
申请(专利权)人：长沙环境保护职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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