[发明专利]一种应用于污水处理的SnO2

说明书

本发明涉及水处理技术领域，且公开了一种应用于污水处理的SnO₂‑MoS₂修饰石墨烯气凝胶，以石墨烯、二乙烯三胺、N,N‑亚甲基双丙烯酰胺、氯化亚锡、氟化钠、硫代乙酰胺、钼酸钠为原料，得到超支化聚酰胺胺功能化石墨烯负载MoS₂空心球修饰F掺杂SnO₂纳米花，超支化聚酰胺胺功能化石墨烯具有超高的比表面积、丰富的氨基基团和氢键以及大量的空腔结构，有利于吸附更多的甲基橙等有机染料，F掺杂促进SnO₂吸收带边红移，拓宽光吸收范围，MoS₂与SnO₂形成异质结，促进光生电子‑空穴的分离，光生电子与氧气反应生成超氧负离子，空穴与水反应生成羟基自由基，具有强氧化性的超氧负离子、羟基自由基可以将甲基橙等有机染料氧化为小分子物质。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体为一种应用于污水处理的SnO₂-MoS₂修饰石墨烯气凝胶及其制法。

背景技术

截止目前，全世界的染料种类已经超过10万种，产量每年都超过700万吨，而且仍然在不断地增长，在生产的染料的过程中，往往都会伴随着部分染料的流出，同时在印染的过程中，也会发生染料的流失以及印染废水的排放，造成了严重的环境污染，尤其是如甲基橙等化学结构稳定、抗氧化性强、有毒难降解的酸性偶氮类染料，如果不加以处理直接排放，会严重破坏生态系统，进而危害人类的身体健康，目前，主要的处理方法有吸附法、化学处理法、生物处理法、物理处理法、光催化降解等，其中光催化降解法的能源是太阳光，是一种清洁能源，不会造成二次污染等问题，且光催化降解法具有较高的效率、较低的成本等优点，且光催化降解法可以将甲基橙等有机染料分解为水、二氧化碳等对环境无害的小分子物质，因此在水处理领域广泛应用。

光催化降解法的效率主要取决于光催化剂的选择，目前半导体光催化材料ZnO、TiO₂、WO₃、SnO₂等都具有优异的光催化性能，在光催化产氢、降解领域广泛应用，其中n型半导体SnO₂具有较宽的禁带宽度、较低的毒性、较好的化学稳定性、较低的成本、优异的光催化活性等优点，在气敏、锂离子电池、光催化等领域广泛应用，但是其光生电子-空穴易复合、太阳光利用率较低，极大地制约其应用范围，需要对其进行改性处理，元素掺杂可以改善SnO₂的综合性能，而p型半导体MoS₂具有较窄的禁带宽度、较好的导电性、优良的电化学和光学性能，在锂离子电池、光催化等领域广泛应用，与SnO₂复配，显著改善了SnO₂的综合性能，但是光催化降解对于染料分子的吸附速率较低，需要对其进行进一步改性，石墨烯具有较大的比表面积、较好的导电性等优点，在锂离子电池、光催化、吸附等领域广泛应用，且可以通过化学改性，进一步提高石墨烯的对甲基橙等有机染料的吸附性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于污水处理的SnO₂-MoS₂修饰石墨烯气凝胶及其制法，解决了SnO₂光催化剂光生电子-空穴易复合、太阳光利用率较低、吸附性能较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于污水处理的 SnO₂-MoS₂修饰石墨烯气凝胶，所述应用于污水处理的SnO₂-MoS₂修饰石墨烯气凝胶制备方法如下：

(1)用二乙烯三胺对石墨烯进行氨基化改性，得到氨基化石墨烯；

(2)向三口瓶中加入甲醇溶剂、二乙烯三胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、氨基化石墨烯，超声分散均匀，进行反应，旋蒸除去溶剂，用丙酮洗涤干净并干燥，得到超支化聚酰胺胺功能化石墨烯；