[发明专利]一种磁性MoS2/Fe3O4/RGO三元复合可见光催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种磁性MoS₂/Fe₃O₄/RGO三元复合可见光催化剂的制备方法及其应用，将1.52g CH₄N₂S和0.7g(NH₄)₆MoO₇O₂₄·4H₂O加入到水中超声20min，然后同时加入0.12g Fe₃O₄和0.03g氧化石墨烯，超声20min后转移至水热反应釜中于200℃保持8h，最后自然冷却，离心，用水洗三次，再置于真空干燥箱中于60℃干燥12h得到磁性MoS₂/Fe₃O₄/RGO三元复合可见光催化剂，所制得的磁性三元复合可见光催化剂能够在可见光照射下快速光催化降解5mg/L的对硝基苯酚有机废水，使用后的磁性三元复合可见光催化剂通过外加磁场分离后重复循环使用，避免了二次污染，在降解有机污染物处理技术的实际应用中有较强的发展和应用前景。

技术领域

本发明属于复合可见光催化剂的制备及高浓度有机废水的降解技术领域，具体涉及一种磁性MoS₂/Fe₃O₄/RGO三元复合可见光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

对硝基苯酚（4-NP）是一种被广泛应用于杀虫剂、药品、染料的精细化学制品的中间体。4-NP的过量使用会导致水污染，严重时会威胁到人类健康和生态环境，它是一种典型的废水有机污染物。尽管有一些传统的技术被用来去除对硝基苯酚，但依然面临着高能耗、低效率、有二次污染的技术难题。而光催化氧化技术是一种有效的废水处理技术，因为利用光催化剂能够在光照射下将有毒有机污染物转化为无害的产品。MoS₂因为有独特的层状结构和活跃的边缘特性、优越的物理及化学性质，在光催化领域很受欢迎。它有着比较窄的带隙并且对可见光有很强的响应，因而具有比较好的可见光催化活性。但是过量的使用，会造成回收困难，导致二次污染，阻碍了其实际的生产应用。因此制备磁性可分离的光催化剂势在必行。Fe₃O₄是迄今为止使用最广泛的氧化铁磁性纳米粒子之一，它的优点是毒性低，有优异的磁性、生物相容性和显著的吸附性能。Fe₃O₄的磁饱和度高达92emu/g，使它成为制备磁性可分离光催化剂的理想载体。石墨烯是一种单层石墨层片，因它具有优异的电学、光学、力学和热力学性能而成为研究的热点。石墨烯有很高的电子迁移率，易实现电子与空穴的分离。而且石墨烯因其独特的二维面结构和较大的比表面积，具有强烈的吸附性。因此石墨烯基可见光催化剂的制备和降解有机污染物的性能研究成为光催化领域的热点。因此我们通过合理的方法将MoS₂光催化剂、磁性Fe₃O₄和RGO三者紧密的结合在一起，为了充分发挥三者各自的优势，制备具有良好导电性、光生电子与空穴负荷率低且能够实现快速磁性分离的磁性光催化剂，这为光催化技术的发展助力。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种简单、省时、绿色低能耗且能够通过外加磁场快速回收再利用的磁性MoS₂/Fe₃O₄/RGO三元复合可见光催化剂的制备方法，该方法制得的磁性MoS₂/Fe₃O₄/RGO三元复合可见光催化剂能够在可见光照射下光催化降解高浓度有机废水。