[发明专利]一种负载型多功能催化复合材料、其制备方法及在水污染物催化去除中的应用

说明书

本发明公开了一种负载型多功能催化复合材料、其制备方法及在水污染物催化去除中的应用。首先通过电沉积法制备氧化锌纳米片负载镍泡沫（Ni@ZnO）复合材料，再通过电沉积法将二硫化钼微纳米颗粒复合到ZnO多孔纳米片上，得到Ni@ZnO/MoS₂；本发明中的复合材料Ni@ZnO/MoS₂，从材料的性能角度上，结合了镍泡沫、氧化锌纳米片及二硫化钼等各组分的优势，已达到较高的催化降解活性和可循环使用性能。从材料的应用方面，结合了光催化与电催化两种途径，利用了光催化与电催化的协同作用，提高了复合材料的催化活性。

技术领域

本发明属于金属-无机复合材料技术领域，具体涉及一种负载型多功能催化复合材料、其制备方法及其利用光、电催化及光电催化技术对水体中污染物的有效去除。

背景技术

催化技术由于其环保、节能、高效及成本低等优点而被广泛研究。金属氧化物催化剂相比于贵金属催化剂，具有成本低、易合成等优点。其中多种氧化物的半导体催化剂不仅具有较好的光催化性能，还展现较好的电催化性能以及光电催化性能等，在能源与环境治理领域有很好的应用前景。然而，氧化物半导体催化剂的效率尚不能满足实际应用的需求，且由于常见的各种催化剂多为微纳米级尺寸的粉末颗粒，因此存在难回收及重复使用的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可循环使用的负载型多功能催化复合材料，同时具有光催化、电催化及光电催化等功能。本发明将不同带隙宽度的半导体进行复合，结合各自的优势，以调节催化剂的性能，将窄带隙的光催化剂与宽带隙的光催化剂进行复合，从而将前者较高的光利用率与后者较低的电子和空穴的复合率各自的优势相结合，改善复合材料的带隙宽度，降低其光生电子与空穴的复合率，从而提高其光催化性能，另一方面，利用每种光催化剂的光、电催化性能不同，将不同催化剂复合实现其催化性能的结合，将光催化剂与电催化剂进行复合，可提高复合材料的光电催化性能。

为达到上述目的，本发明具体技术方案如下：

负载型多功能催化复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）以含锌水溶液、泡沫镍为原料，采用电沉积法制备氧化锌纳米片负载镍泡沫复合材料（Ni@ZnO）；

（2）以含硫代钼化合物水溶液、氧化锌纳米片负载镍泡沫复合材料为原料，采用电沉积法制备负载型多功能催化复合材料，即二硫化钼微纳米颗粒复合氧化锌纳米片负载镍泡沫复合材料（Ni@ZnO/MoS₂）。

本发明还公开了一种水污染物催化去除方法，包括以下步骤：

（1）以含锌水溶液、泡沫镍为原料，采用电沉积法制备氧化锌纳米片负载镍泡沫复合材料（Ni@ZnO）；

（2）以含硫代钼化合物水溶液、氧化锌纳米片负载镍泡沫复合材料为原料，采用电沉积法制备负载型多功能催化复合材料；

（3）将负载型多功能催化复合材料加入污染水体中，在通电和/或光照下，完成水污染物的催化去除。