[发明专利]一种二硫化钼/MIL-101复合光催化材料及其制备方法与应用

说明书

本发明属于光催化材料技术领域，公开了一种二硫化钼/MIL‑101复合光催化材料及其制备方法与在降解处理抗生素废水领域中的应用，特别是在降解含环丙沙星抗生素废水领域中的应用。本发明制备方法包括以下步骤：将硝酸铬、对苯二甲酸和氢氟酸溶于水中，搅拌均匀，加热反应，得到MIL‑101；将钼酸钠和硫代乙酰胺溶于水中，搅拌均匀，再加入步骤(1)制备得到的MIL‑101，搅拌均匀，加热反应，得到MoS₂/MIL‑101复合光催化材料。本发明材料结构中含有高度分散的MoS₂纳米片及更多裸露的MoS₂活性边缘，具有优异的复合光催化性能，可应用于降解处理抗生素废水，特别是实现对含环丙沙星抗生素废水的高效降解处理。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，特别涉及一种二硫化钼/MIL-101复合光催化材料及其制备方法与在降解处理抗生素废水领域中的应用，特别是在降解含环丙沙星抗生素废水领域中的应用。

背景技术

环丙沙星是日常生活中使用频率较高的一类抗生素药物，其在环境中存在的半衰期较短，但是大量连续性地向水环境中释放，导致其容易形成“假持久性”污染现象。残留在水环境中的抗生素污染物可通过食物链的富集作用对人体健康造成危害，同时对水体中的生物多样性也会产生重大影响。因此，关于含抗生素废水的去除研究越来越受到人们的关注。目前，国内外的研究主要集中在抗生素的检测以及吸附分离方面，其消除处理则还没有有效的方法。近年来的研究表明，光催化技术可望有效降解抗生素类有机污染物，如对环境中磺胺类、β-内酰胺类等抗生素废水的光催化处理，并取得了一系列的研究进展。

二硫化钼(MoS₂)，作为一种新型的二维结构材料，具有与石墨烯类似的结构。它具有优异的电学及光学特性，目前已广泛应用于微电子器件、太阳能电池等领域。MoS₂光催化反应的活性位点位于层状结构中裸露的S-Mo-S层的边缘。MoS₂导电性较差，且倾向于层层堆叠减少了边缘裸露活性位点的数目，从而降低了其光催化活性。解决这一问题的办法之一就是将MoS₂分散在合适的模板材料上，制备具有高硫、多边缘的MoS₂材料。

金属有机骨架化合物(MOFs)是由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键连接自组装形成的具有周期性网络结构的多维材料，其具有理想的拓扑学分子可设计性。与传统的无机多孔材料相比，MOFs具有巨大的比表面积和超高的孔隙率以及良好的结构可裁性和功能可调性等显著优点。因此，本发明选择具有高比表面积(～3000m²g^-1)、较大孔径(～3nm)和良好的化学稳定性的MIL-101框架为载体，将MoS₂负载于MIL-101上，这样可以阻止MoS₂活性物质的间的堆叠团聚，使MoS₂纳米片活性边缘能够更加充分地暴露，从而得到光催化活性优异的MoS₂/MIL-101复合光催化材料。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种二硫化钼/MIL-101复合光催化材料的制备方法。本发明方法以MIL-101为载体，通过高温水热法制备得到MoS₂/MIL-101复合光催化材料。

本发明另一目的在于提供上述方法制备的二硫化钼/MIL-101复合光催化材料。

本发明再一目的在于提供上述二硫化钼/MIL-101复合光催化材料在降解处理抗生素废水领域中的应用。本发明材料具有优异的复合光催化性能，在降解处理抗生素废水方面具有较好的应用前景，特别是降解含环丙沙星抗生素废水。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种二硫化钼/MIL-101复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硝酸铬、对苯二甲酸和氢氟酸溶于水中，搅拌均匀，加热反应，得到MIL-101；