[發明專利]一種MoS2/Bi2O3 p-n異質結光催化劑的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201811464570.0
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109589992A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 季蓉;張夢瀚;馬長暢;閆永勝
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J27/051
• 分類號: B01J27/051;B01J37/10;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/38;C02F101/30
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本發明涉屬于環境材料制備技術領域，涉及一種MoS_2/Bi₂O₃ p?n異質結光催化劑的制備方法；具體步驟為：首先制備獲得MoS₂和Bi₂O₃，然后溶于乙醇中，攪拌后再進行超聲處理，轉移至不銹鋼高壓釜中，密封后設置一定溫度進行反應，反應結束后冷卻至室溫，經離心收集固體產物，再用無水乙醇和去離子水洗滌，最后經干燥得到MoS₂/Bi₂O₃ p?n異質結光催化劑；本發明制備的MoS₂/Bi₂O₃ p?n異質結光催化劑具有良好的光催化活性和穩定性，對2?巰基苯并噻唑的降解率在120min內達到90%，提高了光催化降解的效率；并且操作工藝簡便，成本較低，是一種綠色環保的高效處理技術。

技術領域

本發明涉屬于環境材料制備技術領域，涉及一種MoS_2/Bi₂O₃ p-n異質結光催化劑的制備方法及其應用。

背景技術

有機化學中，將包含巰基官能團(-SH)的一類非芳香化合物稱為硫醇。從結構上來說，可以看成普通醇中的氧被硫替換之后形成的，其中2-巰基苯并噻唑(MBT)就是硫醇中使用較為廣泛的一種，但是，硫醇具有生物累積性和生物難降解性等特點，長期存在于人體和動物體內，給人類健康和生態環境帶來潛在的危害。目前，殘留在環境中的有機類污染物硫醇正在以各種方式影響著環境中的生物體。

2-巰基苯并噻唑較難降解，其主要降解途徑就是光催化降解。目前，關于降解它的半導體的研究有很多，例如有研究者利用低溫水熱合成技術設計制備了ZnO光催化材料，該材料在紫外燈下對2-巰基苯并噻唑具有優異的降解效果，但是ZnO在可見光下無活性，大大限制了它的應用；還有研究者利用高溫煅燒合成技術設計制備了g-C₃N₄光催化材料，該材料在可見光下對2-巰基苯并噻唑具有優異的降解效果，但是g-C₃N₄易團聚，重復利用率低。因此，需要尋找一種具有可見光響應，光催化活性高的的半導體光催化劑。

眾所周知Bi₂O₃是一種典型的金屬氧化物催化劑，它是一種n型半導體；由于其優異的物理化學性質使其在電子陶瓷粉體材料、電解質材料、光電材料、高溫超導材料、催化劑等方面有著廣泛應用。但是，Bi₂O₃的光生電子與空穴容易復合，量子效率低下，從而導致光催化活性降低。

此外，MoS₂由于其較大的比表面積和極高的導電性，在光催化和制氫領域經常被使用，它可以促進光生電子的遷移，提高光催化活性。但是，目前對MoS₂和Bi₂O₃兩者結合用于光催化降解的研究還未見報道。

發明內容

針對現有技術中存在的技術缺陷，本發明旨在解決所述問題之一；本發明是以水熱法為技術手段，制備出一種MoS₂/Bi₂O₃ p-n異質結催化劑；

為了實現以上目的，本發明的具體方案如下：

(1)MoS₂的制備；

將鉬酸鈉二水(Na₂MoS₂·2H₂O)和硫脲(CS(NH₂)₂)溶于去離子水中并攪拌至澄清，得到的混合液體，轉移至不銹鋼高壓釜中，密封并在一定溫度下保持反應一段時間，然后冷卻至室溫；得到的產物離心收集，用無水乙醇和去離子水洗滌，然后60℃下干燥12h，得到MoS₂；