[发明专利]一种MoS2

说明书

本发明涉及一种MoS₂/TiO₂复合光催化剂，在本发明中采用水热法制备MoS₂/TiO₂纳米气凝胶复合材料，同时将MoS₂/TiO₂纳米气凝胶复合材料铺设在室内装饰工程中的基层板材上，固化后形成气凝胶层，在光催化条件下可降解室内产生的甲苯。

技术领域

本发明涉纳米复合材料、环境净化和光催化技术的技术领域，具体涉及一种MoS₂/TiO₂复合光催化剂及其应用。

背景技术

20世纪70年代以来，人们越来越重视对挥发性有机化合物的研究。挥发性有机化合物是指在常压下，沸点在50-260℃之间不包括农药在内的化合物。一般主要作为有机溶剂使用，伴随其使用，进入大气中，接着随着降水以及风的传递，进入土壤及水体中，造成污染。对于室内污染，其主要来源于室内装饰、装修材料、如油漆及其溶剂、木材防腐剂、涂料、胶合板等，在常温下可释放出苯系物、甲醛等多种挥发性有机物质。挥发性有机物对环境的危害主要涉及两个方面：一方面，挥发性有机物化学活性强，在太阳光的照射下，不仅与空气中的氮氧化物及空气中的其他化学物质发生反应形成光化学烟雾；另一方面，挥发性有机物可以影响人体的呼吸系统、消化系统、免疫系统和内分泌系统，人们如果长时间接触如苯系物等化合物，可以导致“三致效应”(致癌、致畸形和致突变)，挥发性有机物进入人体后，可以导致神经系统障碍，损害血液及造血器官，导致出血症或败血症。

目前，室内挥发性有机污染物的处理方法有物理吸附法、光催化氧化法、低温等离子体催化降解法、化学吸收法等。物理吸附法是最常用的空气净化技术，其优点是安全、便利、价廉，能够快速去除污染物，缺点是存在由于吸附剂吸附效率的限制导致处理效率低且存在二次污染；光催化技术能够彻底降解有机污染物，减少二次污染，其缺点是光催化剂比表面积小，量子效率低，难以实现对空气中的挥发性有机污染物的低浓度富集；低温等离子体催化降解法技术不够成熟且同时成本较高，无法大面积且长期持续的用于挥发性有机物的降解；化学吸收法容易产生二次污染。随着人们在对室内环境挥发性有机污染物的处理展开了更加深入的研究，关于利用光催化技术降解挥发性有机污染物因具有其他方法无可比拟的优点而受到人们的广泛重视。目前，常用的光催化降解催化剂是半导体材料，如TiO₂、CdS、WO₃、 Fe₂O₃、ZnO、ZnS、SnO₂等。TiO₂以其无毒、化学稳定性好、氧化能力强、廉价等优点成为理想的光催化剂，但是在TiO₂中，容易发生光生电子和空穴的重新复合，使其催化活性大打折扣，再者，TiO₂在紫外光下光催化作用下氧化降解甲苯已有初步尝试，但紫外光在太阳光谱中仅占4％，导致降解甲苯的效率较低。因此，有必要对TiO₂进行改性以改进其固有缺陷。

常用的TiO₂改性方法有金属、非金属的表面沉积或体相掺杂，授权公告号为CN103357424B的中国专利公开了一种用于甲苯及其衍生物选择性氧化的光催化剂，以 Cd(Ac)₂·2H₂O、Na₂S·9H₂O、钛酸正丁酯和氧化石墨烯为原料，分别得到纳米粒子组合的片状CdS、TiO₂胶体、氧化石墨烯水溶液，而后通过真空自组装，最后在120℃下水热，冷却、过滤、洗涤、干燥得到可见光催化剂GR-CdS-TiO₂；公开号为CN108579774A的中国专利公开了一种具有光热协同作用的Z型催化剂及其应用由SrTiO₃、TiO₂纳米管阵列、AgBr 和Ag组成，构成Z型AgBr/Ag/SrTiO₃TiNT催化剂，该催化剂可应用于光热协同催化，在较低的反应温度下可获得较高的催化活性，并且具有良好的热稳定性，便于重复利用。但是上述专利公开的都是粉末状固体光催化剂，在实际应用中难以在室内空间中实现大面积的挥发性有机物的降解，容易受室内环境的影响，出现失活等问题。