[发明专利]一种负载型二维层状硫化钼复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术及能源环保领域，具体涉及一种贵金属负载的的新型复 合纳米催化剂及其催化对硝基苯酚(4-NP)还原中的应用。

背景技术

随着经济的快速发展，工业和农业生产中生成的大量污染物给水体和生态环境带来极 大的污染，使得目前的缺水的现象环境危机变得更加严峻起来，而造成水体污染的有机污 染物每年都以1000种的情况在递加，其中含酚类的物质就是危害极大的一种。对硝基苯 酚在工业上是一种极难处理的酚类有机污染物，，容易被人的皮肤组织和肺吸收，对人体 和生态环境都会带来极大的危害。动物实验结果：对中枢神经和迷走神经末梢有刺激作用 及抑制作用，还出现高铁血色素症和呼吸困难。

对氨基苯酚是一种很重要的化工原料，在化工、医药、燃料、橡胶及油品添加剂等工 业领域都有着很广泛的应用。对氨基苯酚是一种很重要的化工原料，在化工、医药、燃料、 橡胶及油品添加剂等工业领域都有着极其广泛的应用。工业上和实验室研究发现将对硝基 苯酚还原成对氨基苯芬是一种极为有效和吸引力的措施。因此，将对人体和环境具有极大 危害的物质转化成能被利用的化工中间体，对工业的发展和环境的保护都将具有极大的意 义和利用价值。

贵金属纳米材料由于表面拉曼增强效应、近红外光热治疗效应和其独特的尺寸效应， 使其近些年来成为研究热点之一，由于大部分贵金属的经济成本较高，研究者通常将贵金 属纳米粒子分散在一般具有较大的比表面积的及较好吸附功能的特殊载体上，来实现贵金 属粒子的有效分散，这种负载型催化剂体系，金属活性成分和载体共同构成催化剂的整体， 载体主要是将金属活性粒子担架在载体的骨架之上，防止形成的金属粒子之间发生游离导 致金属粒子之间的团聚，导致催化剂的活性降低，进而对催化活性产生负影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种催化降解对硝基苯酚的新型复合材料及其制备方法，并将其 应用于催化对硝基苯酚还原反应，其制备方法合理简单，催化还原性能稳定，催还还原效 率高效。

本发明采用水热合成的硫化钼超薄纳米片，利用水热条件下合成的硫化钼超薄纳米片 具有多孔结构。然后在贵金属盐配置一定浓度的溶液中，利用紫外光还原技术，结合纳 米限域生长的原理，将贵金属纳米颗粒均匀的负载生长到到硫化钼超薄纳米片多孔结构 中，最后得到了金属活性成份和载体共同构成的复合型催化剂，这类金属活性成分和载体 共同构成催化剂，由于贵金属分散均匀且与载体硫化钼之间的协同交互作用，避免了贵金 属活性中心催化活性的降低和催化剂中毒，因而使得这种新型的二维层状硫化钼复合材料 在催化还原对硝基苯酚的反应中表现出极大的催化活性。

为实现上述目的，本发现采用的技术方案为：

一种负载型二维层状硫化钼复合材料，该复合材料为Ag负载硫化钼超薄纳米片，所 述的硫化钼纳米片是具有多孔结构，其孔径大小为5nm-100nm，比表面积为10m²/g～40 m²/g；所述的Ag为纳米颗粒，均匀的生长在硫化钼纳米片的多孔结构中，Ag纳米颗粒 的尺寸为2nm-6nm。Ag的负载量为1wt％～40wt％。优选为1wt％，2wt％，4wt％，5wt％， 10wt％。通过进一步优选为Ag的负载量为5wt％。

所述的复合材料还可以为Au负载硫化钼超薄纳米片；所述的Au为纳米颗粒，均匀 生长在硫化钼超薄纳米片的多孔结构中，Au的纳米颗粒尺寸为3nm-9nm。本发明所述 的负载贵金属的具有循环催化的新型复合功能纳米催化剂的制备方法包括一下几个步骤：

(1)钼酸铵溶解于一定量的去离子水中，搅拌5min直至全部溶解，然后加入一定量 的硫脲，搅拌30min直至全部的白色固体溶解，且形成淡蓝色的溶液。

(2)将步骤(1)中得到的淡蓝色溶液转移到5mL聚四氟乙烯的反应釜内衬中，将反应 釜转移到140℃～220℃的恒温干燥箱中保温24h，待自然冷却至室温，将得到黑色的混 合液体，得到的混合液产物经6000r/min～9000r/min离心分离后，依次采用蒸馏水和无水 乙醇分别洗涤三次，得到的黑色产物在60℃～100℃干燥温度即可得到硫化钼超薄纳米 片材料。