[發明專利]一種負載型多功能催化復合材料、其制備方法及在水污染物催化去除中的應用

有效

• 申請號: 201810394438.0
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108654645B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 路建美;李娜君
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B01J27/051
• 分類號: B01J27/051;B01J35/00;B01J37/34;C02F1/30;C02F1/461
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫周強;陶海鋒

本發明公開了一種負載型多功能催化復合材料、其制備方法及在水污染物催化去除中的應用。首先通過電沉積法制備氧化鋅納米片負載鎳泡沫（Ni@ZnO）復合材料，再通過電沉積法將二硫化鉬微納米顆粒復合到ZnO多孔納米片上，得到Ni@ZnO/MoS₂；本發明中的復合材料Ni@ZnO/MoS₂，從材料的性能角度上，結合了鎳泡沫、氧化鋅納米片及二硫化鉬等各組分的優勢，已達到較高的催化降解活性和可循環使用性能。從材料的應用方面，結合了光催化與電催化兩種途徑，利用了光催化與電催化的協同作用，提高了復合材料的催化活性。

技術領域

本發明屬于金屬-無機復合材料技術領域，具體涉及一種負載型多功能催化復合材料、其制備方法及其利用光、電催化及光電催化技術對水體中污染物的有效去除。

背景技術

催化技術由于其環保、節能、高效及成本低等優點而被廣泛研究。金屬氧化物催化劑相比于貴金屬催化劑，具有成本低、易合成等優點。其中多種氧化物的半導體催化劑不僅具有較好的光催化性能，還展現較好的電催化性能以及光電催化性能等，在能源與環境治理領域有很好的應用前景。然而，氧化物半導體催化劑的效率尚不能滿足實際應用的需求，且由于常見的各種催化劑多為微納米級尺寸的粉末顆粒，因此存在難回收及重復使用的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種可循環使用的負載型多功能催化復合材料，同時具有光催化、電催化及光電催化等功能。本發明將不同帶隙寬度的半導體進行復合，結合各自的優勢，以調節催化劑的性能，將窄帶隙的光催化劑與寬帶隙的光催化劑進行復合，從而將前者較高的光利用率與后者較低的電子和空穴的復合率各自的優勢相結合，改善復合材料的帶隙寬度，降低其光生電子與空穴的復合率，從而提高其光催化性能，另一方面，利用每種光催化劑的光、電催化性能不同，將不同催化劑復合實現其催化性能的結合，將光催化劑與電催化劑進行復合，可提高復合材料的光電催化性能。

為達到上述目的，本發明具體技術方案如下：

負載型多功能催化復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）以含鋅水溶液、泡沫鎳為原料，采用電沉積法制備氧化鋅納米片負載鎳泡沫復合材料（Ni@ZnO）；

（2）以含硫代鉬化合物水溶液、氧化鋅納米片負載鎳泡沫復合材料為原料，采用電沉積法制備負載型多功能催化復合材料，即二硫化鉬微納米顆粒復合氧化鋅納米片負載鎳泡沫復合材料（Ni@ZnO/MoS₂）。

本發明還公開了一種水污染物催化去除方法，包括以下步驟：

（1）以含鋅水溶液、泡沫鎳為原料，采用電沉積法制備氧化鋅納米片負載鎳泡沫復合材料（Ni@ZnO）；

（2）以含硫代鉬化合物水溶液、氧化鋅納米片負載鎳泡沫復合材料為原料，采用電沉積法制備負載型多功能催化復合材料；

（3）將負載型多功能催化復合材料加入污染水體中，在通電和/或光照下，完成水污染物的催化去除。