[发明专利]一种二硫化钼/磷酸银复合可见光光催化材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光催化材料，特指一种可见光响应的类石墨烯二硫化钼/磷酸银复合光催化剂及其制备方法，属于复合材料和环境治理中光催化技术领域。

背景技术

自上世纪七十年代起，持续的环境污染及能源短缺，引起了人们对全球危机的担忧，为了实现人类社会的可持续发展，开发一种即可用于环境治理又可用于清洁能源制备的新技术，成为一项紧急而迫切的任务，光催化技术因其在环境保护、清洁能源制备（太阳能转化为氢能）等领域广阔的应用前景，而受到高度重视，成为一种极具应用前景的技术。

光催化技术研究的关键是光催化剂，长期以来，基于二氧化钛、氧化锌等半导体氧化物的光催化剂凭借其在紫外光照射下较好的光催化性能受到了研究人员的重视，但是其较宽的能带间隙降低了其对可见光的利用率，限制了它们的产业化应用；虽然通过离子掺杂、改性复合等技术能提高现有光催化剂对可见光的利用率，但是提高幅度有限；因此，开发新型可见光响应的高效复合型催化剂，成为目前光催化研究的热点方向。

磷酸银作为一种新型可见光响应光催化剂，在可见光的照射下具有优异的光催化性能能够降解有机污染物，表现出较强的光催化氧化活性；通过对磷酸银的改性，提高其在可见光去的吸收特性，是进一步提高磷酸银光催化剂催化活性的有效途径；因此，本发明提供一种类石墨烯二硫化钼/磷酸银复合材料的制备方法，其目的是通过单质银的负载增强磷酸银在可见光区的吸收特性，该复合材料相比于纯的磷酸银在可见光范围内（波长范围400-800 nm）光吸收特性有大幅度提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低廉、高效类石墨烯二硫化钼/磷酸银复合可见光光催化剂及其制备方法，实现了水热过程中磷酸银形貌的有效调控，解决现有光催化剂对可见光利用率不高、对高浓度有机染料降解效率低等问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种可见光响应的类石墨烯二硫化钼/磷酸银复合光催化剂，由质量比为0.1:100~3:100的类石墨烯二硫化钼和磷酸银复合而成；制备方法包括以下步骤：

第一步，通过水热法合成类石墨烯二硫化钼；所述制备方法可参考C. N. R. Rao, Angshuman Nag, Inorganic Analogues of Graphene, Eur. J. Inorg. Chem. 2010, 4244–4250；或

H. S. S. Ramakrishna Matte, A. Gomathi, Arun K. Manna, Dattatray J. Late, Ranjan Datta,

Swapan K. Pati, and C. N. R. Rao, MoS₂ and WS₂ Analogues of Graphene, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 4059–4062。

第二步，将类石墨烯二硫化钼置于水溶液中超声分散，得到类石墨烯二硫化钼的分散液；

第三步，将硝酸银固体颗粒加入第一步所得分散液中，继续超声至硝酸银充分溶解，然后静置；

第四步，在水浴加热并且均匀搅拌的条件下，将已经配好的磷酸钠溶液逐滴加入到第二步所得的溶液中，滴加完成后继续遮光搅拌一段时间；

第五步，将第三步反应所得到的产物洗涤并干燥，即可得到所述的光催化剂。

本发明与现有技术相比，其显著优点：利用类石墨烯二硫化钼对磷酸银光催化剂进行改性处理，而得到一种类石墨烯二硫化钼/磷酸银复合材料，可以大幅度提高磷酸银在可见光区的吸收特性，其次本发明的类石墨烯二硫化钼/磷酸银复合材料的制备方法简单易行，成本低，合成条件温和，有利于大规模推广。制备的复合材料在可见光区具有较强的光吸收特性。

附图说明

图1为实施例1所制得类石墨烯二硫化钼/磷酸银复合光催化剂的XRD图；

图2为实施例1所制得类石墨烯二硫化钼/磷酸银复合光催化剂的DRS光谱图；

图3为实施例1所制得类石墨烯二硫化钼/磷酸银复合光催化剂的光电流响应图；

图4为实施例1所制得类石墨烯二硫化钼/磷酸银复合光催化剂在不同可见光照射时间下对浓度为10 mg/L的罗丹明B光催化降解曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细地阐述。

本发明的可见光响应的类石墨烯二硫化钼/磷酸银复合光催化剂，由质量比为0.1:100~3:100的二硫化钼和磷酸银复合而成。