[发明专利]一种MoS2/Co3O4异质结光催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种MoS₂/Co₃O₄异质结光催化剂的制备方法及其应用，属于环境材料制备技术领域；具体如下：首先制备获得MoS₂和Co₃O₄溶液；然后以水热法为技术手段，制备出MoS₂/Co₃O₄异质结催化剂；本发明所述的方法制备的MoS₂/Co₃O₄异质结光催化剂的制备便捷、高效；该异质结光催化剂的构建提高了光生电子和光致空穴的分离，对四环素的降解率在120min内达到88%；不仅能高效率的降解，而且可以循环利用；因此，本发明制备的MoS₂/Co₃O₄异质结光催化剂具有较好的光催化活性和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种MoS₂/Co₃O₄异质结光催化剂的制备方法及其应用；具体涉及以MoS₂、Co₃O₄构建异质结光催化剂用于光催化降解废水中四环素的研究；属于环境材料制备技术领域。

背景技术

四环素类抗生素目前是全世界使用最为广泛，用量最大的一类抗生素，但是因为其具有较强的持久性，生物累积性和生物难降解性等特点，长期存在于人体和动物体内，给人类健康和生态环境带来潜在的危害。目前，残留在环境中的医药类污染物正在以各种方式影响着环境中的生物体。

四环素的降解途径主要包括水解、光催化降解和生物降解。其中光催化降解技术是最具前景的一种手段。目前，关于降解抗生素污染物的半导体的研究有很多，例如有研究者利用低温水热合成技术设计制备了ZnO光催化材料，该材料在紫外灯下对四环素具有优异的降解效果，但是ZnO在可见光下无活性，大大限制了它的应用；还有研究者利用高温煅烧合成技术设计制备了g-C₃N₄光催化材料，该材料在可见光下对四环素具有优异的降解效果，但是g-C₃N₄易团聚，重复利用率低。因此，需要寻找一种具有可见光响应，光催化活性高的的半导体光催化剂。

众所周知Co₃O₄是一种典型的金属氧化物催化剂，它是一种p型半导体；由于其优异的物理化学性质使其在锂电池、超级电容器和光催化领域等有着广泛的应用。但是，Co₃O₄的光生电子与空穴容易复合，量子效率低下，从而导致光催化活性降低。此外，MoS₂由于其较大的比表面积和极高的导电性，在光催化和制氢领域经常被使用，它可以促进光生电子的迁移，提高光催化活性。但是，目前对MoS₂和Co₃O₄两者结合用于光催化降解的研究还未见报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的技术缺陷，以水热法为技术手段，制备出一种MoS₂/Co₃O₄异质结催化剂；

具体方案，按照如下步骤进行：

(1)MoS₂的制备

将钼酸钠二水(Na₂MoS₂·2H₂O)和硫脲(CS(NH₂)₂)溶于去离子水中并搅拌至澄清，得到的混合液体，转移至不锈钢高压釜中，密封并在一定温度下保持反应一段时间，然后冷却至室温；得到的产物离心收集，用无水乙醇和去离子水洗涤，然后60℃下干燥12h，得到MoS₂；

(2)Co₃O₄溶液的制备