[发明专利]一种用于污水处理的二硫化钼复合纤维光催化剂及制备方法

说明书

本发明提供了一种用于污水处理的二硫化钼复合纤维光催化剂及制备方法。通过溶液纺丝制备碳纳米管纤维，并在加热及超声作用下进行酸化处理，再与钼酸钠及表面活性剂的无水甲醇溶液混合，自然沉积后通入氢气，并加热处理，即可制得可用于污水处理的二硫化钼复合纤维光催化剂。该方法通过碳纳米管纤维牢固负载二硫化钼，显著提高了光催化活性，扩大了催化剂与污水的接触面积，有效提升了催化效率和光催化效果，并且制备方法较为简单，能耗低，成本较低，可广泛用于光催化净化水、分解水制氢等领域。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及通过二硫化钼光催化剂实现污水处理，特别是涉及一种用于污水处理的二硫化钼复合纤维光催化剂及制备方法。

背景技术

随着科技的高速发展和人类文明的进步，各种环境污染越来越严重，其中水污染尤为引起全球范围内的广泛重视。当前水处理中常采用的方法是物化法和生化法，具有工艺成熟，易于大规模工业化应用的优点。然而，这些方法只是将污染物从一相转移到另一相，或是将污染物分离、浓缩，并没有使污染物得到破坏而实现无害化，不可避免地带来废料和二次污染，而且适用范围有限，成本也比较高。因此，开发能将各种化学污染物降解至无害化的实用技术成为各国科研工作者的重要研究内容。

光催化氧化技术是一种高级氧化技术，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再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，加上光催化反应还具有反应条件温和，反应设备简单，二次污染小，操作易于控制，催化材料易得，运行成本低。对于废水中浓度高达每升几千毫克的有机污染物体系，光催化降解均能有效地将污染物降解去除，达到规定的环境标准，目前环境中存在的主要污染物几乎均已尝试用光催化氧化法进行分解。因而近年来在环境污染治理，特别是污水处理中的应用受到广泛关注。

目前，研究最多的光催化反应的催化材料有二氧化钛、氧化锌、二氧化锡等。污水处理的光催化氧化法就是利用催化半导体材料的特性，在光的照射下吸附光子起催化剂的作用，生成反应基氧化有害化合物，并使之矿化，把有害化合物分解为二氧化碳、水和无机盐，由于二氧化钛具有较深的价带能级，带隙较宽，光催化活性最好，化学性能和光化学性能十分稳定，耐强酸强碱，耐光腐蚀，无毒性，成为最常用的催化材料，但其对可见光利用率较低，阻碍它的进一步利用。因此，发展新型的可见光催化剂非常重要，而二硫化钼是一种具有半导体性质的化合物，其棱面多，催化性能方面具有比表面积大，吸附能力强，反应活性高等优点，近年来备受瞩目。

中国发明专利申请号201710508909.1公开了一种用于污水处理的光催化剂及其制备方法。该光催化剂包括微孔陶瓷载体、纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶粉体和粘结剂；纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶通过粘结剂的粘结作用负载在微孔陶瓷载体上，并在高温烧结后浸泡与稀酸中将光催化剂的pH调至中性，有效提高催化剂的耐水性。

中国发明专利申请号201610021038.6公开了一种掺氮二硫化钼载铂光催化剂及其制备方法，该方法首先选择钼酸钠和硫代乙酰胺作为原料，采用水热法制备二硫化钼纳米片；然后将二硫化钼纳米片在氨气气氛下热处理，得到掺氮二硫化钼纳米片，最后将掺氮二硫化钼纳米片以光还原法负载贵金属铂，即得掺氮二硫化钼载铂光催化剂。

中国发明专利申请号201710108145.7公开了一种负载硫化镉和二硫化钼的二氧化钛纤维及制备方法。首先利用高压静电纺丝法，制备纤维状二氧化钛纤维，然后通过水热法负载硫化镉，在纤维表面形成尺寸很小的硫化镉纳米颗粒，然后再次通过水热法负载片状二硫化钼，最后获得负载了硫化镉和二硫化钼的二氧化钛纳米纤维。