[发明专利]一种α-三氧化钼@二硫化钼材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种α‑三氧化钼@二硫化钼材料、制备方法及其应用，属于光催化材料技术领域。其中，α‑三氧化钼@二硫化钼材料呈棒状壳核结构，核由棒状结构的α‑MoO₃组成，壳为由MoS₂组成的薄膜。制备方法为：将二水合钼酸钠加入到水中，超声溶解，再加入浓硝酸，搅拌反应，然后进行水热反应，得到α‑MoO₃前驱体；将α‑MoO₃前驱体、表面活性剂、二水合钼酸钠和硫脲加入到乙腈中，搅拌反应，得到α‑MoO₃浆料；将α‑MoO₃浆料进行水热反应，即得α‑MoO₃@MoS₂材料。本发明的α‑MoO₃@MoS₂材料原料易得、成本低、制备工艺简单，在光催化材料等领域具有极大的推广应用价值。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种α-三氧化钼@二硫化钼材料、制备方法及其应用。

背景技术

水中污染物包括有机污染物和无机污染物。有机污染物主要包括耗氧无毒有机物(如蛋白质、脂肪和碳水化合物等)和有毒有机物(如酚类化合物、有机农药和多环芳烃、染料和食品添加剂等)。无机污染物主要包括铅、铬、隔、汞和铜等重金属离子。其中铬离子即Cr(VI)更易为人体吸收，而且在人体内蓄积，毒性更强，对水生生物甚至有致死作用，且不能被微生物分解，被列为对人体危害最大的集中元素之一，是国际公认三种致癌物重金属之一。

目前，含铬废水的处理方法主要有物化处理法、化学处理法和生物处理法。其中，物化处理法存在一次性投资大，工艺复杂，占地面积大且运行费用较高，操作管理水平要求严格等问题，因此对于水量很大的工业废水，该法在经济上不适用。化学处理法存在工艺流程长，设备复杂和以造成二次污染等问题。生物处理法是通过细菌的生长繁殖，通过还原、吸附、吸收和超积累等作用，去除废水中Cr(VI)的过程，也存在工艺流程长等问题。

光催化法是利用光催化剂在光的条件下对水中的Cr(VI)进行还原，将其还原Cr(Ⅲ)，然后再跟OH-生成Cr(OH)₃沉淀形式去除掉，在处理废水方面此方法绿色环保，处理的工艺简单。尽管光催化剂的制备生产上花费不小，太阳光用之不尽，取之不竭，不需成本，如果能够在工业中得到有效合理的利用到将极大的推动社会工业的发展，因此光催化仍旧是许多团队潜心研宄的热点。

MoO₃基于其独特的层状结构、电子结构、稳定性和光催化活性，被广泛地用作光催化剂。然而，MoO₃带隙值(2.8e V～3.2e V)较大，只能响应紫外光和少部分可见光，限制了其在光催化领域应用的潜力。此外，MoO₃的光生载流子复合率较高。因此，拓宽可见光响应范围和提高光生载流子分效率对提高MoO₃的光催化活性至关重要。MoS₂作为一种助催化剂有着良好的催化活性，然而，MoS₂倾向于呈现多层堆积状态，其催化活性位点主要位于边缘使其效率受到限制。

发明内容

因此，本发明提供了一种α-三氧化钼@二硫化钼材料、制备方法及其应用。

为达到上述目的，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明技术方案，具体实施过程如下：

1.一种α-三氧化钼@二硫化钼材料，所述α-三氧化钼@二硫化钼材料即α-MoO₃@MoS₂材料呈棒状壳核结构；所述核由棒状结构的三氧化钼即α-MoO₃组成；所述壳为二硫化钼即MoS₂组成的薄膜。

2.一种α-三氧化钼@二硫化钼材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将二水合钼酸钠加入到水中，超声溶解，再加入浓硝酸，在20～40℃条件下，搅拌反应0.5～2h，即得钼酸盐硝酸溶液；