[发明专利]一种二硫化钼复合纳米金光催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米复合光催化剂技术领域，更具体的涉及一种二硫化钼复合纳米金光催化剂及其制备方法。

背景技术

光催化技术以其易操作、无污染、可直接利用太阳光等优点成为当前太阳能利用的研宄热点之一。基于半导体材料的光催化技术在净化水污染、有机合成和光解水制氢等环境与资源的利用方面具有重要的应用，是一种高效、低能耗、洁净、无二次污染的技术。

在催化研究及应用方向，纳米Au独特的物理化学性质已引起了研究者的关注。纳米Au与载体的协同效应使Au的催化活性表现的更突出，目前光催化研究中多集中于TiO₂、CeO₂等传统的负载型催化剂。

二硫化钼因晶体层数不同而呈现不同的禁带宽度，其中多层二硫化钼的禁带宽度为1.2eV，单层二硫化钼的禁带宽度为1.8eV。二硫化钼是一种性能优良的半导体材料，同时作为一种过渡金属层状硫化物，因其良好的光学、电学、润滑以及催化剂等性能引起了人们的广泛关注。纳米级别的二硫化钼边缘结构复杂，具有很高的不饱和性，反应活性高，在光催化剂领域引起了人们的广泛关注。

发明内容

本发明的目的是提供一种二硫化钼复合纳米金光催化剂及其制备方法，从而获得催化活性较高的纳米Au与二硫化钼所复合的光催化剂。

本发明是这样实现的，一种二硫化钼复合纳米金光催化剂，是由金纳米颗粒均匀复合在球形二硫化钼纳米颗粒上得到的复合光催化剂。

本发明还提供了一种二硫化钼复合纳米金光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)采用化学合成法制备球形二硫化钼纳米颗粒；

2)称取步骤1)所制备的二硫化钼纳米颗粒分散于去离子水和无水乙醇的混合溶液中，再加入硅烷偶联剂，搅拌至混合均匀，吸取适量HAuCl₄溶液并滴加至混合溶液中，混合均匀后，再加入柠檬酸钠溶液，恒温下搅拌30-40min，得到胶体，离心并水洗，循环三次，于干燥箱中烘干，即得二硫化钼复合纳米金光催化剂。

优选地，所用硅烷偶联剂为KH-550，二硫化钼纳米颗粒与KH-550的用量比为1:80g/mL。

优选地，去离子水和无水乙醇的用量体积比为(3-5)：1。

优选地，二硫化钼纳米颗粒与去离子水和无水乙醇的混合溶液的用量比1:(800-1000)g/mL。

优选地，所用HAuCl₄溶液的浓度为0.005-0.01mol/L，二硫化钼纳米颗粒与HAuCl₄溶液的用量比为1：(400-800)g/mL。

优选地，所用柠檬酸钠溶液的浓度为0.1-0.15mol/L，二硫化钼纳米颗粒与柠檬酸钠溶液的用量比为1:(800-1000)g/mL。

优选地，加入柠檬酸钠溶液后于80-95℃下恒温搅拌，干燥箱的干燥温度为80-95℃，烘干时间为7-8h。

优选地，在步骤1)中，采用化学合成法利用硫代乙酰胺和钼酸钠制备球形二硫化钼纳米颗粒，具体方式如下：

按照称取重量比2:1硫代乙酰胺和钼酸钠，将所得混合物加入去离子水中，加热搅拌，加入的硫代乙酰胺和钼酸钠的混合物与去离子水的用量比为1.5:50g/mL，然后加入1/8倍体积所用去离子水的无水乙醇，再加入1.5倍体积所用无水乙醇的浓盐酸，充分搅拌后制得球形MoS₂前驱体沉淀物；继续加热搅拌，10min后，进行过滤洗涤，过夜晾干，将上述MoS₂前驱体沉淀物在105℃下干燥3h后取出，在氮气保护下，480℃条件下煅烧保温50min，自然降温至室温，取出后进行研磨，得到球形MoS₂纳米颗粒。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种二硫化钼复合纳米金光催化剂及其制备方法，所制备的二硫化钼复合纳米金光催化剂，是由金纳米颗粒均匀复合在球形二硫化钼纳米颗粒上得到的复合光催化剂。本发明采用溶胶-凝胶法制备出了二硫化钼复合纳米金光催化剂，具体的是硅烷偶联剂KH-550为修饰剂，用溶胶-凝胶法将纳米Au掺杂在球形二硫化钼纳米表面，使得Au纳米粒子与二硫化钼间的活性位点增加，从而使二硫化钼掺杂Au后的催化性能得到提高。

具体实施方式

本发明实施例提供一种二硫化钼复合纳米金光催化剂，是由金纳米颗粒均匀复合在球形二硫化钼纳米颗粒上得到的复合光催化剂。