[发明专利]一种高活性MoS2

说明书

本发明属于新材料、新能源利用及环境污染治理技术领域，涉及一种高活性MoS₂/g‑C₃N₄/Bi₂₄O₃₁Cl₁₀复合光催化剂的制备方法。以硝酸铋、氯化铵、柠檬酸为原料，采用改进的溶液燃烧法制备Bi₂₄O₃₁Cl₁₀；以三聚氰胺、醋酸为原料，采用一步热聚合法制备g‑C₃N₄；以钼酸铵、硫脲为原料，二甲基甲酰胺为溶剂，采用水热法制备MoS₂；将经超声分散处理的Bi₂₄O₃₁Cl₁₀与g‑C₃N₄、MoS₂在甲醇溶液中超声混合反应后，洗涤、离心、干燥，即得所述复合光催化剂。本方法简单易行，成本低廉，重复性好，在光分解水、光催化氧化环境污染物等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于新材料、新能源利用及环境污染治理技术领域，涉及一种高活性MoS₂/g-C₃N₄/Bi₂₄O₃₁Cl₁₀复合光催化剂的制备方法。

背景技术

随着环境污染问题的日益加重，光催化技术在光解水制氢和降解有机污染物方面受到越来越多的重视。其中，TiO₂具有成本低、光催化稳定性好、光催化效率高等优点，是光催化领域中常用材料。但TiO₂光催化剂由于其禁带宽度宽，约3.1eV，只能被紫外光激发，而紫外光只占太阳光谱的5％左右，对太阳光的利用率低，在一定程度上限制了其在环境治理方面的应用。因此，为最大程度利用太阳能，开发和研究能被可见光激发的新型催化剂是目前的研究重点和热点。

铋系催化剂是当前最受关注的一类新型可见光催化剂，它在治理环境污染方面变现良好，已经越来越受到国内外研究者的喜爱。它们最突出的优点就是禁带宽度较窄，这一特点有利于其在可见光下光催化降解环境中的有机污染物。其中Bi₂₄O₃₁Cl₁₀作为一种富氧铋系催化剂，由于具有以下优点：禁带宽度小，约2.8eV，能被可见光激发；化学和物理稳定性好；具有独特的晶体结构、量子效率高，正成为近年来的研究热点。如Jin等采用水热法制备了厚度为300nm，宽度为1-3μm的Bi₂₄O₃₁Cl₁₀光催化剂，与BiOCl相比，Bi₂₄O₃₁Cl₁₀在可见光(420 nm)照射下能更好地吸收可见光，并能有效激活分子氧生成O₂·^-，从而增强Bi₂₄O₃₁Cl₁₀的可见光光催化活性。Yin等采用水热和热处理结合的方法，制备了 Bi₂₄O₃₁Cl₁₀纳米片用于盐酸四环素的降解，在可见光下光照150min，对盐酸四环素的降解率达80％以上。然而，纯Bi₂₄O₃₁Cl₁₀的光生-电子空穴易复合，且比表面积较小，导致其光催化活性较低，尚不能满足实际工业化应用，为此，还需采取各种措施以提高其光催化活性，比如将能带位置相匹配的不同半导体材料进行复合，形成异质结，能够减少材料内部电子和空穴的复合率。