[发明专利]一种二硫化钼插层水滑石复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种二硫化钼插层水滑石复合材料及其制备方法和应用，其中，制备方法包括以下步骤：(1)将二价金属离子M²⁺、三价金属离子M³⁺、可溶性钼酸盐以及碱溶解于水中，搅拌反应，然后进行晶化，得钼酸根插层水滑石前聚体；(2)向步骤(1)所得钼酸根插层水滑石前聚体中加入硫源和含羟基胺类化合物，然后进行水热反应，过滤，即得二硫化钼插层水滑石复合材料。该制备方法工艺简单、条件温和、安全环保；所得复合材料催化活性高、稳定性好、便于回收利用、适合于规模化工业生产和应用；该复合材料在光催化降解有机废水，特别是染料废水、含酚废水中的有机污染物领域具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及有机废水处理技术领域，具体涉及一种二硫化钼插层水滑石复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着城市和工业的快速发展，全球性水环境污染日益加剧。水体中的有机污染物种类多、危害大。采用简单的物理处理方法不能完全降解或转化污染物质，光催化氧化降解技术逐渐成为人们关注的热点。尽管，太阳能光催化降解技术已被广泛接受，但在实际应用中还存在许多问题，尤其是核心材料的光谱吸收和利用率低。

二硫化钼(MoS₂)由于其特殊的结构和电子传输特性，在光催化降解有机物领域具有巨大的应用前景。MoS₂纳米材料的常见制备方法有：高温硫化法、前驱体分解法、水热法、化学气相沉积法、电化学法以及物理法等。Sheng B.等以氧化钼、硫氰化钾为原料，采用水热法制备了不同化学计量比的硫化钼微球。Ye L.等以钼酸铵、硫粉和联氨为原材料，采用水热法成功制备了MoS₂双层纳米片。Zhou Z.等以钼酸钠和硫代乙酰胺为原材料，采用水热法成功制备直径约1.7μm、孔径约0.32nm的二硫化钼多孔纳米球。Wang W.等以四水合钼酸铵为钼源，以硫脲为硫源，在电热鼓风干燥机中200℃反应24小时，制备了二硫化钼纳米材料。杨依萍等以钼酸钠、硫脲为原料，通过添加不同的表面活性剂，制备了木耳状、棒状以及微球状二硫化钼纳米材料。

尽管目前各种形貌的二硫化钼纳米材料被相继合成制备，但是现有的二硫化钼纳米材料在纳米化的过程中普遍存在粒子间团聚及纳米边界自动闭合等问题，使得光催化剂的活性位降低，且光生载流子在界面极易复合，最终造成催化剂性能恶化。因此，如何控制反应条件和MoS₂的边界效应，避免粒子团聚恶化，让其暴露出更多的活性位，最终制备出具有高活性的MoS₂纳米材料，是一个额待解决的关键问题。

发明内容

针对以上背景技术中提到的不足和缺陷，本发明的第一个目的在于，提供一种催化活性高、材料稳定性好、可回收利用的二硫化钼插层水滑石复合材料。

本发明的第二个目的在于，提供一种上述二硫化钼插层水滑石复合材料的制备方法，该制备方法步骤简单、反应条件温和、成本低、有利于工业化生产。

本发明的第三个目的在于，提供一种上述二硫化钼插层水滑石复合材料的应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种二硫化钼插层水滑石复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将二价金属离子M²⁺、三价金属离子M³⁺、可溶性钼酸盐以及碱溶解于水中，搅拌反应，然后进行晶化，得钼酸根插层水滑石前聚体；

(2)向步骤(1)所得钼酸根插层水滑石前聚体中加入硫源和含羟基胺类化合物，然后进行水热反应，过滤，即得二硫化钼插层水滑石复合材料。