[发明专利]碳材料负载铜钴双金属硫化物复合材料及其制法和在废水处理中的应用

权利要求书

1.一种碳材料负载铜钴双金属硫化物CuCo₂S₄的复合材料，其特征在于，所述复合材料中，铜钴双金属硫化物CuCo₂S₄以纳米颗粒形式存在，其粒径为2-30nm，且所述铜钴双金属硫化物负载于所述碳材料上；

所述碳材料选自碳纳米管、碳纳米角、碳纤维、活性炭；所述碳材料经化学处理；

所述铜钴双金属硫化物CuCo₂S₄占所述复合材料总质量的百分比为10％-30％。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述的碳纳米管选自单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述化学处理包括酸处理、氧化处理、异原子掺杂或表面活性剂处理。

4.根据权利要求3所述的复合材料，其中，所述异原子选自氮、磷、硼、硫。

5.根据权利要求1-4任一项所述的复合材料，其特征在于，所述铜钴双金属硫化物CuCo₂S₄以纳米颗粒形式存在，其粒径为5-30nm。

6.根据权利要求1-4任一项所述的复合材料，其中，所述复合材料具有多孔结构，所述多孔结构为微孔和介孔。

7.根据权利要求6所述的复合材料，其中，所述复合材料的比表面积大于10m²/g。

8.根据权利要求7所述的复合材料，其中，所述复合材料的比表面积大于30m²/g。

9.权利要求1-8任一项所述复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将铜源、钴源溶解于溶剂中，获得铜-钴溶液；

(2)先对碳材料进行酸处理，然后将酸处理后的碳材料分散在溶剂中，获得碳材料分散液；所述碳材料选自碳纳米管、碳纳米角、碳纤维、活性炭；

(3)通过以下三种方法之一得到所述复合材料：

方法一：即一步法，混合步骤(1)的铜-钴溶液和步骤(2)的碳材料分散液，加入硫源，水热反应或溶剂热反应或溶液化学反应，获得所述碳材料负载铜钴双金属硫化物的复合材料；

方法二：即二步法，S1.混合步骤(1)的铜-钴溶液和步骤(2)的碳材料分散液，加入碱性物质调节pH值后，通过水热反应或溶剂热反应或溶液化学反应，获得铜-钴氢氧化物/碳材料复合材料；S2.再加入硫源，水热反应或溶剂热反应或溶液化学反应，获得所述碳材料负载铜钴双金属硫化物的复合材料；

方法三：即三步法，S1’.混合步骤(1)的铜-钴溶液和步骤(2)的碳材料分散液，加入碱性物质调节pH后，通过水热反应或溶剂热反应或溶液化学反应，获得铜-钴氢氧化物/碳材料复合材料；S2’.退火，获得铜-钴氧化物/碳材料复合材料；S3’.再加入硫源，水热反应或溶剂热反应或溶液化学反应，获得所述碳材料负载铜钴双金属硫化物的复合材料；

其中，所述硫源选自半胱氨酸。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的铜源选自醋酸铜、氯化铜、硝酸铜、硫酸铜中的一种或多种。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述的钴源选自醋酸钴、氯化钴、硝酸钴、硫酸钴中的一种或多种。

12.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述溶剂选自有机溶剂、水及其混合物。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其中，所述有机溶剂选自乙醇、乙二醇、异丙醇中的一种或多种。