[发明专利]一种多孔硫化铟/球形二硫化钼复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种多孔硫化铟/球形二硫化钼(In₂S₃/MoS₂)复合材料及其制备方法和应用。所述方法具体是：按配比将MIL‑68(In)、钼酸钠、硫代乙酰胺分别分散在无水乙醇中，分别获得MIL‑68(In)分散液、钼酸钠分散液和硫代乙酰胺分散液；然后将三种分散液混合搅拌均匀，转移至高压反应釜中，加热升温至120℃恒温反应8h，再继续升温至180‑220℃恒温反应12h，反应结束后，冷却至室温，将产物洗涤、干燥获得。本发明以一锅法同步合成多孔、高比表面积的In₂S₃/MoS₂多孔材料，该材料有利于物质传输和光生电子空穴转移，该材料在120min内可以使84％的甲基橙染料脱色。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种多孔硫化铟/球形二硫化钼(In₂S₃/MoS₂)复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

光催化高级氧化技术是利用光催化剂在光照下形成的具有强氧化还原能力的电子和空穴对，以及衍生的各种强氧化性的自由基(如羟基自由基、超氧自由基等)彻底降解并矿化有机污染物的方法，已成为环境保护领域研究的热点。In₂S₃半导体的带隙宽度为2.0～2.3eV，具有优异的光学吸收性能，具有良好的可见光光催化降解污染物的性能。材料的形貌也是影响半导体光催化材料性能的因素之一，多孔材料由于具有很高的比表面积，有利于物质的传输和光生电子空穴对的转移，而备受关注。金属-有机骨架材料(MOFs，Metal-Organic Framworks)是由金属离子中心与有机配体通过配位作用而形成的一类具有周期性网状结构的多孔固体材料，具有巨大的比表面，比如Yaghi研究小组合成出的MOF-5的比表面积达到2900m².g^-1，海绵状MOF-177的比表面积达到4500m².g^-1，MOF-210的BET比表面积达到6240m².g^-1,Langmuir比表面积达到10400m².g^-1。以MOF为前驱体，通过一定的途径制备半导体，是一种获得高比表面半导体光催化材料的有效方法。

MoS₂具有与石墨烯相似的二维层状结构，硫层和钼层交替形成类似“三明治”夹层结构，层与层之间通过弱的范德华力相连，层内通过强的共价键和离子键相连，这种多变的原子配位结构和电子结构使得其载流子传输速度特别快(超过200cm².V^-1.S^-1)。MoS₂带隙随着层厚度、纳米尺寸等因素变化，在1.20～1.90eV范围内可调，对应吸收波长上限为690～1030nm，与太阳光具有很好的匹配性，因而MoS₂带对太阳光包括可见光部分具有很强的吸收能力，具有很高的太阳光利用率。同时MoS₂的比表面积大，MoS₂分子结构中有较多的S原子暴露在分子表面，因而具有很强的表面化学活性，这些特点使MoS₂成为理想的光催化材料，但是上述现有技术公开的光催化材料的光致电子和空穴的分离转移速度慢、复合率高、导致光催化降解效率低。

基于上述理由，特提出本申请。

发明内容

针对现有技术存在的问题或缺陷，本发明的目的在于提供一种In₂S₃/MoS₂复合材料及其制备方法和应用。本发明以MIL-68(In)为模板，一步成功合成了In₂S₃/MoS₂复合光催化材料，形成异质结构，提高光生电子-空穴的分离效率，促进光生电荷的转移，从而材料提高光催化降解性能。

为了实现本发明的上述其中一个目的，本发明采用的技术方案如下：