[发明专利]一种Z型磁性纳米复合材料二硫化钼/四氧二铁酸钴光催化剂的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

环境污染制约着人类社会的可持续发展，其中水体中有机污染物的降解问题仍是目前亟待解决的难题。而半导体光催化氧化技术具有反应条件温和，催化剂容易制备，不产生二次污染等优点，是解决环境污染问题的一条有效途径。目前，开发高效可见光响应的光催化剂，提高光量子效率，已成为光催化领域研究的重点课题。

随着石墨烯等二维材料研究热潮的兴起，MoS₂二维片层结构的研究也引起了广泛的关注。MoS₂层与层之间由相对薄弱的范德华力维持，因此表现出许多优异的性质。MoS₂材料在润滑剂、催化剂和晶体管等领域都有广泛的应用。层状纳米MoS₂的禁带宽度在1.20eV左右，具有在可见光下的光催化活性，同时纳米片层结构的MoS₂具有较大的比表面积，因此复合产物的活性位点也会增多，进而能提高它的催化活性，因此MoS₂被广泛应用于加氢脱硫、光解水制氢和光催化降解有机污染物等催化反应。但是光催化反应后，MoS₂光催化剂的回收困难，存在着催化剂的严重浪费。

发明内容

本发明是为了解决现有光催化剂降解有机染料后，催化剂回收困难，存在浪费的问题，而提供了一种Z型磁性纳米复合材料二硫化钼/四氧二铁酸钴光催化剂的制备方法及其应用。

一种Z型磁性纳米复合材料二硫化钼/四氧二铁酸钴光催化剂的制备方法具体是按以下步骤进行的：

一、将FeCl₃·6H₂O和CoCl₂·6H₂O分散于乙二醇溶液中，磁力搅拌8～15min，得到澄清的混合溶液；然后向澄清的混合溶液中加入醋酸钠和聚乙二醇，继续磁力搅拌20～40min后转移至聚四氟乙烯内胆中，在温度为180～220℃的条件下反应8～12h后，自然冷却至室温，采用磁铁分离收集黑色沉淀CoFe₂O₄，将黑色沉淀CoFe₂O₄先采用去离子水洗涤3～5次再采用乙醇洗涤3～5次，在温度为50℃的条件下干燥10～14h，得到CoFe₂O₄粉末；所述FeCl₃·6H₂O和CoCl₂·6H₂O的摩尔比为1:(0.2～0.8)；所述FeCl₃·6H₂O的质量与乙二醇溶液的体积比为1g:(29～30)mL；所述FeCl₃·6H₂O和醋酸钠的质量比为1g:(2～3)；所述聚乙二醇和醋酸钠的质量比为1:(3～4)；

二、将(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O和硫脲分散在去离子水中，磁力搅拌10～30min后向其中加入步骤一得到的CoFe₂O₄粉末，超声分散20～40min后转移至聚四氟乙烯内胆中，在温度为180～220℃的条件下反应8～12h后，自然冷却至室温，采用磁铁分离收集黑色沉淀MoS₂/CoFe₂O₄，将黑色沉淀MoS₂/CoFe₂O₄先采用去离子水洗涤3～5次再采用乙醇洗涤3～5次，在温度为50℃的条件下干燥10～14h，得到黑色固体，即为Z型磁性纳米复合材料二硫化钼/四氧二铁酸钴光催化剂；所述(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O和硫脲的质量比为1:(1.8～2.4)；所述(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O的质量和去离子水的体积比为1g:(120～160)mL；所述(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O和步骤一得到的CoFe₂O₄粉末的质量比为1:(0.2～0.6)。