[发明专利]一种MoS2/Bi2O3 p-n异质结光催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明涉属于环境材料制备技术领域，涉及一种MoS_2/Bi₂O₃ p‑n异质结光催化剂的制备方法；具体步骤为：首先制备获得MoS₂和Bi₂O₃，然后溶于乙醇中，搅拌后再进行超声处理，转移至不锈钢高压釜中，密封后设置一定温度进行反应，反应结束后冷却至室温，经离心收集固体产物，再用无水乙醇和去离子水洗涤，最后经干燥得到MoS₂/Bi₂O₃ p‑n异质结光催化剂；本发明制备的MoS₂/Bi₂O₃ p‑n异质结光催化剂具有良好的光催化活性和稳定性，对2‑巯基苯并噻唑的降解率在120min内达到90%，提高了光催化降解的效率；并且操作工艺简便，成本较低，是一种绿色环保的高效处理技术。

技术领域

本发明涉属于环境材料制备技术领域，涉及一种MoS_2/Bi₂O₃ p-n异质结光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

有机化学中，将包含巯基官能团(-SH)的一类非芳香化合物称为硫醇。从结构上来说，可以看成普通醇中的氧被硫替换之后形成的，其中2-巯基苯并噻唑(MBT)就是硫醇中使用较为广泛的一种，但是，硫醇具有生物累积性和生物难降解性等特点，长期存在于人体和动物体内，给人类健康和生态环境带来潜在的危害。目前，残留在环境中的有机类污染物硫醇正在以各种方式影响着环境中的生物体。

2-巯基苯并噻唑较难降解，其主要降解途径就是光催化降解。目前，关于降解它的半导体的研究有很多，例如有研究者利用低温水热合成技术设计制备了ZnO光催化材料，该材料在紫外灯下对2-巯基苯并噻唑具有优异的降解效果，但是ZnO在可见光下无活性，大大限制了它的应用；还有研究者利用高温煅烧合成技术设计制备了g-C₃N₄光催化材料，该材料在可见光下对2-巯基苯并噻唑具有优异的降解效果，但是g-C₃N₄易团聚，重复利用率低。因此，需要寻找一种具有可见光响应，光催化活性高的的半导体光催化剂。

众所周知Bi₂O₃是一种典型的金属氧化物催化剂，它是一种n型半导体；由于其优异的物理化学性质使其在电子陶瓷粉体材料、电解质材料、光电材料、高温超导材料、催化剂等方面有着广泛应用。但是，Bi₂O₃的光生电子与空穴容易复合，量子效率低下，从而导致光催化活性降低。

此外，MoS₂由于其较大的比表面积和极高的导电性，在光催化和制氢领域经常被使用，它可以促进光生电子的迁移，提高光催化活性。但是，目前对MoS₂和Bi₂O₃两者结合用于光催化降解的研究还未见报道。

发明内容

针对现有技术中存在的技术缺陷，本发明旨在解决所述问题之一；本发明是以水热法为技术手段，制备出一种MoS₂/Bi₂O₃ p-n异质结催化剂；

为了实现以上目的，本发明的具体方案如下：

(1)MoS₂的制备；

将钼酸钠二水(Na₂MoS₂·2H₂O)和硫脲(CS(NH₂)₂)溶于去离子水中并搅拌至澄清，得到的混合液体，转移至不锈钢高压釜中，密封并在一定温度下保持反应一段时间，然后冷却至室温；得到的产物离心收集，用无水乙醇和去离子水洗涤，然后60℃下干燥12h，得到MoS₂；