[发明专利]一种用于土壤修复的二硫化钼光催化降解板及制备方法

说明书

本发明涉及土壤修复领域，公开了一种用于土壤修复的二硫化钼光催化降解板及制备方法。包括如下制备过程：（1）将七钼酸铵与硫粉加入去离子水中，研磨后加入次亚磷酸钠，制得浆体，原料组份为：七钼酸铵32~40%、硫粉15~18%、去离子水38~51%、次亚磷酸钠2~4%；（2）将浆体涂覆于基板上，加热进行水热反应，辐照干燥后得到二硫化钼薄膜；（3）对二硫化钼薄膜进行激光焊接，牢固结合。本发明制得的光催化降解板相比普通光催化剂，与土壤的接触面积大，光能吸收率高，光催化效能和土壤修复效果好，同时耐久性好，制备简单，使用方便，成本较低，对环境无污染，具有广阔的应用推广前景。

技术领域

本发明涉及土壤修复领域，提供了一种用于土壤修复的二硫化钼光催化降解板及制备方法。

背景技术

目前土壤环境污染越来越严重，污染面临的形势也十分严峻。土壤污染会造成粮食减产，作物中污染物含量超标危害人体健康，对环境造成污染等严重后果。因此，发展经济而又高效的土壤修复技术，对于生态环境的保护，农产品的质量安全和社会经济的可持续发展具有重要的意义。污染土壤的修复技术有很多，按原理可大致分为物理化学修复、微生物修复和植物修复，其中光催化技术是一种新兴的深度土壤氧化修复技术。

光催化氧化是指在一定波长光照条件下，半导体材料发生光生载流子的分离，然后光生电子和空穴在与离子或分子结合生成具有氧化性或还原性的活性自由基，这种活性自由基能将有机物大分子降解为二氧化碳或其他小分子有机物以及水，在反应过程中这种半导体材料也就是光催化剂本身不发生变化。国际上光催化领域的研究已经从最初的实验现象发现，逐步由基础理论研究转向光催化材料的应用基础研究；由光催化材料探索逐步转向高效光催化材料体系设计。在研究手段上，已经能够从分子、原子水平上揭示光催化材料基本物性以及光催化材料的构-效关系，从飞秒时间尺度上研究光催化反应过程与反应机理。包括第一性原理与分子动力学模拟在内的现代科学计算方法，逐渐在光催化材料物性与光催化反应机理研究方面起到重要作用。以半导体物理学、材料科学和催化化学为基础的较为完整的光催化基础理论体系已经初步建立。

土壤光催化降解(光解)技术是一项新兴的深度土壤氧化修复技术，可应用于农药等污染土壤的修复。该方法包括光解和光催化降解，是一项新兴的深度氧化处理技术。光解可分为直接和间接两种方式，前者使有机化合物发生化学键断裂或结构重排，后者则是由其他化合物吸收光子，诱导污染物发生降解反应。土壤质地、粒径、氧化铁含量、土壤水分、土壤pH值和土壤厚度等对光催化氧化有机污染物有明显的影响：高孔隙度的土壤中污染物迁移速率快，粘粒含量越低光解越快；自然土中氧化铁对有机物光解起着重要调控作用；有机质可以作为一种光稳定剂；土壤水分能调解吸收光带；土壤厚度影响滤光率和入射光率。在光催化作用中，关键是催化剂的应用，二硫化钼作为具有类石墨烯层状结构、良好的光学性能和电子传输特性，在光催化降解有机物和领域，二硫化钼得到了快速发展。光催化技术用于土壤修复已成为当今社会热点研究领域之一。

中国发明专利申请号201310238190.6公开了一种生物质炭基土壤修复剂，包括光催化氧化剂和载体，光催化氧化剂为二氧化钛，载体为生物质炭。制备步骤为：A.粉碎原料；B.生物质材料的制备；C.生物质炭基土壤修复剂的制备。

中国发明专利申请号201510309549.3公开了一种氯代芳香族有机物污染土壤修复淋洗液的光催化处理装置。光催化处理装置包括待处理淋洗液加入口、光催化主体反应池、石墨烯-二氧化钛纳米管光催化复合板和回用淋洗液流出口。此发明以类溶胶-凝胶法制备石墨烯-二氧化钛纳米管光催化复合板，表面催化剂负载性质均一，光吸收率高，催化剂不易脱落。

根据上述，现有方案中光催化技术用于土壤修复时，受环境影响，光催化剂与土壤接触后难以充分吸收光照能量，而且与土壤接触面积有限，导致催化效果弱，同时常规的粉状光催化剂难以直接实现对土壤中有害物质的降解，鉴于此，本发明提出了一种创新性的用于土壤修复的二硫化钼光催化降解板及制备方法，可有效解决上述技术问题。

发明内容