【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及環(huán)境治理修復(fù)材料領(lǐng)域，尤其涉及一種異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，各種持續(xù)性有機(jī)污染物，例如：對硝基苯酚、甲基橙、亞甲基藍(lán)、苯酚、羅丹明、熒光黃、2,4-二氯苯氧乙酸、等等被過度排放到環(huán)境中。根據(jù)大量研究顯示這些化學(xué)物質(zhì)是持久的，有著長距離遷移和生物累積性的能力,因而可能對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康存在潛在危害。
2、tio2為直接寬帶隙半導(dǎo)體材料(3.2ev)，為了促進(jìn)tio2材料在光能轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的研究，就需要對其進(jìn)行多種敏化，以擴(kuò)展材料的光響應(yīng)范圍并最終提升光轉(zhuǎn)換效率。現(xiàn)有技術(shù)中常用的光敏化劑為窄帶半導(dǎo)體材料，例如：cds、cdse、fe2o3和cdte；貴金屬半導(dǎo)體，例如bi2moo6、biobr、ag3po4等。但均存在穩(wěn)定性較差、含有貴金屬元素導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高等問題。
3、研究證實(shí)，利用不同的敏化劑共同修飾不但可以擴(kuò)展材料的光響應(yīng)范圍至可見及近紅外區(qū)還可以提供錯落有致的帶隙結(jié)構(gòu)促進(jìn)載流子的傳輸，并應(yīng)用于有機(jī)污染物的清除。但現(xiàn)有的修飾后材料對光的利用率較低、有機(jī)污染物去除效率較差，還存在合成難度較高等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的主要目的是提供一種異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)采用光催化復(fù)合材料存在處理有機(jī)污染物效率較低、材料合成難度較高等問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供一種異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料，所述異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料包括c3n4/mos2/二氧化鈦納
3、本專利技術(shù)還提供了一種如上所述的異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料的制備方法，包括步驟：提供鉬硫溶液；所述鉬硫溶液為含有鉬源物質(zhì)和硫源物質(zhì)的水溶液；其中，所述鉬硫溶液中鉬元素與硫元素的摩爾比為1～3：15～20。
4、向所述鉬硫溶液中加入二氧化鈦納米管進(jìn)行水熱反應(yīng)，得mos2/二氧化鈦雜糅體；其中，在所述mos2/二氧化鈦雜糅體中，二氧化鈦納米管是高度定向生長的；mos2納米片為花瓣片狀形貌，并均勻地分布在所述二氧化鈦納米管的表面。
5、提供c3n4分散液；將所述mos2/二氧化鈦雜糅體浸入所述c3n4分散液中高溫處理，得異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料；其中，所述高溫處理的溫度為150～200℃；所述高溫處理的時長為4～6h。
6、進(jìn)一步地，所述鉬源物質(zhì)包括三氧化鉬、鉬酸銨和鉬酸鈉中的一種或多種。
7、進(jìn)一步地，所述硫源物質(zhì)為c2h5ns。
8、進(jìn)一步地，所述水熱反應(yīng)的溫度為180～220℃；所述水熱反應(yīng)的時長為6～24h。
9、進(jìn)一步地，所述c3n4分散液的獲得方式為對含氮有機(jī)物依次進(jìn)行高溫焙燒處理、研磨處理、質(zhì)子化處理以及超聲分散處理，得所述c3n4分散液；其中，所述含氮有機(jī)物包括三聚氰胺、三聚氰酸、三聚氰胺樹脂和尿素中的一種或多種。
10、進(jìn)一步地，所述高溫焙燒處理的溫度為450～550℃；所述高溫焙燒處理的時長為12～24h。
11、進(jìn)一步地，所述高溫處理的步驟之后還包括對高溫處理后產(chǎn)物進(jìn)行洗滌處理及真空干燥處理，得所述異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料。
12、本專利技術(shù)還提供了一種如上所述的異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料或如上任意一項所述的制備方法制備出的異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料的應(yīng)用，將異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料作為工作電極插入有機(jī)污染物溶液中，并進(jìn)行可見光照射處理，得污染物分解后液；其中，所述可見光的光波段為400～800nm，所述可見光照射處理的時長30～80min。
13、進(jìn)一步地，所述有機(jī)污染物溶液的濃度為10～50mg/l；所述有機(jī)污染物溶液包括對硝基苯酚、甲基橙、亞甲基藍(lán)、苯酚、羅丹明、熒光黃、2,4-二氯苯氧乙酸中的一種或多種。
14、本專利技術(shù)達(dá)到的有益效果：
15、本專利技術(shù)提供的異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料可以利用可見光波段的光源實(shí)現(xiàn)該異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料的電荷和能量的轉(zhuǎn)移。該異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料中的mos2具有很強(qiáng)的吸附能力，且形成的異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料的異質(zhì)結(jié)構(gòu)擁有與之能量匹配的逐步階梯式的能級結(jié)構(gòu)，mos2納米片、c3n4和二氧化鈦納米管之間的能帶的形成更加有利于載荷子的傳輸，減少了電子-空穴對的復(fù)合，解決了載流子輸運(yùn)限制問題。且該異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，有益于高效去除有機(jī)污染物。
16、本專利技術(shù)提供的異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料的制備方法在低生產(chǎn)成本的前提下，簡潔高效的制備出了高性能多元式能帶最優(yōu)匹配的光電材料(異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料)。該制備方法的制備產(chǎn)率較高，產(chǎn)品形貌均一，穩(wěn)定性較高，解決了納米化工藝復(fù)雜、產(chǎn)品易團(tuán)聚、顆粒粒徑大等問題，并且制備過程中所用設(shè)備價格低廉、操作步驟安全簡單、反應(yīng)溫和、毒性小，具有環(huán)境友好、安全可控的優(yōu)勢，易于大規(guī)模化生產(chǎn)，給未來新能源開發(fā)以及環(huán)境治理帶來重大革新。
17、將本專利技術(shù)提供的異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料應(yīng)用于處理有機(jī)污染物溶液中，直接將材料作為工作電極插入有機(jī)污染物溶液中，并進(jìn)行可見光(光波段為400～800)照射處理30～80min即可。處理工藝簡單、反應(yīng)時長短、能耗低，有機(jī)污染物的去除效率高，適宜大面積推廣應(yīng)用。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料，其特征在于，所述異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料包括C3N4/MoS2/二氧化鈦納米管異質(zhì)結(jié)納米顆粒，所述C3N4/MoS2/二氧化鈦納米管異質(zhì)結(jié)納米顆粒為表層包覆有層狀C3N4的MoS2/二氧化鈦雜糅體；
2.一種如權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述鉬源物質(zhì)包括三氧化鉬、鉬酸銨和鉬酸鈉中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述硫源物質(zhì)為C2H5NS。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述水熱反應(yīng)的溫度為180～220℃；所述水熱反應(yīng)的時長為6～24h。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述C3N4分散液的獲得方式為對含氮有機(jī)物依次進(jìn)行高溫焙燒處理、研磨處理、質(zhì)子化處理以及超聲分散處理，得所述C3N4分散液；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述高溫焙燒處理的溫度為450～550℃；所述高溫焙燒處理的時長為12～24h。
8.根據(jù)權(quán)
9.一種如權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料或如權(quán)利要求2～8任意一項所述的制備方法制備出的異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于，將異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料作為工作電極插入有機(jī)污染物溶液中，并進(jìn)行可見光照射處理，得污染物分解后液；其中，所述可見光的光波段為400～800nm，所述可見光照射處理的時長30～80min。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述有機(jī)污染物溶液的濃度為10～50mg/L；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料，其特征在于，所述異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料包括c3n4/mos2/二氧化鈦納米管異質(zhì)結(jié)納米顆粒，所述c3n4/mos2/二氧化鈦納米管異質(zhì)結(jié)納米顆粒為表層包覆有層狀c3n4的mos2/二氧化鈦雜糅體；
2.一種如權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述鉬源物質(zhì)包括三氧化鉬、鉬酸銨和鉬酸鈉中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述硫源物質(zhì)為c2h5ns。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述水熱反應(yīng)的溫度為180～220℃；所述水熱反應(yīng)的時長為6～24h。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述c3n4分散液的獲得方式為對含氮有機(jī)物依次進(jìn)行高溫焙燒處理、研磨處理、...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮輝，孫宗祥，王海萍，何愛翠，羅翠文，
申請(專利權(quán))人：長沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。