[发明专利]一种h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种h‑三氧化钼/双金属硫化物复合材料、制备方法及应用，属于光催化复合材料技术领域。h‑三氧化钼/双金属硫化物复合材料由六棱柱状的三氧化钼即h‑MoO3和两种金属硫化物组成，其中一种金属硫化物为2H‑二硫化钼即2H‑MoS2，另一种金属硫化物为硫化锌、硫化镍、硫化镓或硫化铜。本发明的h‑三氧化钼/双金属硫化物复合材料原料易得、成本低、制备工艺简单，在废水处理工艺中，作为光催化复合材料具有极大的工业应用价值。

技术领域

本发明属于光催化复合材料技术领域，具体涉及一种h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料、制备方法及应用。

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(2.8eV～3.2eV)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。

热力学稳态的2H-MoS₂(六方晶系)作为光电催化剂，其催化活性来自于边缘不饱和成键原子，而面内原子不具有催化活性，这使得能够贡献催化活性的原子比例极低，严重制约了MoS₂的催化活性。此外，导电性差也是影响 2H-MoS₂半导体的光电催化活性的关键因素之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料、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h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料，所述h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料由六棱柱状的三氧化钼即h-MoO₃和两种金属硫化物组成，其中，一种硫化物为2H-二硫化钼即2H-MoS₂，且以薄膜的形成负载在h-MoO₃的表面，另一种金属硫化物为硫化锌、硫化镍、硫化镓或硫化铜，且以颗粒的形式分布在薄膜的表面。

2.一种h-三氧化钼/双金属硫化物复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将二水合钼酸钠分散到水中，再加入浓硝酸，在温度为20～40℃条件下，搅拌0.5～2h，然后在温度为80～100℃条件下，进行水热反应0.5～2h，冷却，过滤，将沉淀洗涤，干燥，即得h-MoO₃；