CN106799200A - 一种WS2@MoS2复合可见光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种WS2@MoS2复合可见光催化剂及其制备方法和应用，属于复合可见光催化剂及染料废水降解技术领域。本发明的技术方案要点为：将WS2粉体溶于乙醇与水的混合溶液中，使WS2的浓度为8mg/mL，超声8h，再经过离心30min去除未剥离的沉淀物后得到单层或者少层的WS2纳米片悬浮液；将0.6g钼酸铵和4.8g硫脲溶于60mL WS2纳米片悬浮液与去离子水的混合溶液中，搅拌1h后超声30min，转移至水热反应釜中于200℃保持10h，自然冷却，离心，依次用水和乙醇清洗后干燥得到WS2@MoS2复合可见光催化剂。本发明依据MoS2具有比表面积大和吸附能力强的优点，将MoS2与WS2结合在一起充分发挥二者的优点，从而有效的阻止光生电子和空穴的复合，拓宽光吸收范围，同时增强催化剂对污染物的吸附能力。
Description
技术领域
本发明属于复合可见光催化剂及染料废水降解技术领域，具体涉及一种WS2@MoS2复合可见光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
伴随染料生产和印染产业的发展，染料废水的排放量也急剧增多，并且染料废水具有色度大、有机污染物含量高、组分复杂、水质变化和生物毒性大、难生化降解、并朝着抗光解及抗氧化的方向发展等特点，而现有的传统处理废水工艺效果并不理想，使处理染料废水的难度进一步加大。催化处理技术是在传统水处理工艺上进行改进或采用某种新型催化剂的处理技术，其显著的处理效率得到了人们的广泛关注，特别是半导体光催化处理技术。由于在难生物降解污染物的去除方面表现出良好的应用前景，对于绝大部分有机污染物能同时处理而且反应仅需在常温常压条件下进行，这些特点有利于降低污水的处理成本，已成为国内外的研究热点。二硫化钨是一种新兴的过渡金属硫化物，已在不同的领域受到了极大的关注，它的光学性质会因剥离层数的不同而改变，层数的降低能够使块状WS2的间接带隙转变为单层WS2的直接带隙，单层的WS2具有光致发光性而且对可见光区域具有很强的吸收性，但是它依然存在一些缺陷，例如表面吸附能力差等，极大地限制了WS2光催化剂的应用。因而，对它的实际应用能力进一步研究是十分必要的。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种操作简单且环境友好的WS2@MoS2复合可见光催化剂及其制备方法，该方法制得的WS2@MoS2复合可见光催化剂具有较好的光催化降解染料废水的能力。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种WS2@MoS2复合可见光催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）将WS2粉体溶于乙醇与水的混合溶液中，使WS2的浓度为8mg/mL，超声8h，再经过离心30min去除未剥离的沉淀物后得到单层或者少层的WS2纳米片悬浮液；
（2）将0.6g钼酸铵和4.8g硫脲溶于60mL WS2纳米片悬浮液与去离子水的混合溶液中，搅拌1h后超声30min，转移至水热反应釜中于200℃保持10h，自然冷却，离心，依次用水和乙醇清洗后干燥得到WS2@MoS2复合可见光催化剂。
进一步优选，步骤（1）中乙醇与水的混合溶液中乙醇与水的体积比为7:3。
进一步优选，步骤（2）中WS2纳米片悬浮液与去离子水的混合溶液中WS2纳米片悬浮液与去离子水的体积比为7:3。
本发明所述的WS2@MoS2复合可见光催化剂，其特征在于是由上述方法制备得到的。
本发明所述的WS2@MoS2复合可见光催化剂在自然太阳光照射下光催化降解染料废水中的应用。
进一步优选，所述的染料废水为10mg/L的罗丹明B染料废水，光催化降解3h的降解率为88.7%。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明依据MoS2具有比表面积大和吸附能力强的优点，将MoS2与WS2结合在一起充分发挥二者的优点，并且可以开发出新的特性，从而有效的阻止光生电子和空穴的复合，拓宽光吸收范围，同时增强催化剂对污染物的吸附能力。
附图说明
图1是MoS2与实施例4制得的WS2@MoS2复合可见光催化剂的XRD图谱。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
（1）称取适量WS2粉体溶于体积比为7:3的乙醇与水的混合溶液中，使WS2的浓度达到8mg/mL，超声8h，经过离心30min去除未剥离的沉淀物后得到单层或者少层的WS2纳米片悬浮液；
（2）称取0.6g钼酸铵和4.8g硫脲溶于18mL WS2纳米片悬浮液与42mL去离子水的混合溶液中，在磁力搅拌器上搅拌1h后超声30min，转移到水热反应釜中于200℃保持10h，最后自然冷却，离心，用水和乙醇各洗三次，干燥得到WS2@MoS2复合可见光催化剂。
本实施例制得的WS2@MoS2复合可见光催化剂在自然太阳光照射下降解10mg/L的罗丹明B染料废水，3h的降解率为64.8%。
实施例2
（1）称取适量WS2粉体溶于体积比为7:3的乙醇与水的混合溶液中，使WS2的浓度达到8mg/mL，超声8h，经过离心30min去除未剥离的沉淀物后得到单层或者少层的WS2纳米片悬浮液；
（2）称取0.6g钼酸铵和4.8g硫脲溶于20mL WS2纳米片悬浮液与40mL去离子水的混合溶液中，在磁力搅拌器上搅拌1h后超声30min，转移到水热反应釜中于200℃保持10h，最后自然冷却，离心，用水和乙醇各洗三次，干燥得到WS2@MoS2复合可见光催化剂。
本实施例制得的WS2@MoS2复合可见光催化剂在自然太阳光照射下降解10mg/L的罗丹明B染料废水，3h的降解率为49.8%。
实施例3
（1）称取适量WS2粉体溶于体积比为7:3的乙醇与水的混合溶液中，使WS2的浓度达到8mg/mL，超声8h，经过离心30min去除未剥离的沉淀物后得到单层或者少层的WS2纳米片悬浮液；
（2）称取0.6g钼酸铵和4.8g硫脲溶于30mL WS2纳米片悬浮液与30mL去离子水的混合溶液中，在磁力搅拌器上搅拌1h后超声30min，转移到水热反应釜中于200℃保持10h，最后自然冷却，离心，用水和乙醇各洗三次，干燥得到WS2@MoS2复合可见光催化剂。
本实施例制得的WS2@MoS2复合可见光催化剂在自然太阳光照射下降解10mg/L的罗丹明B染料废水，3h的降解率为77.6%。
实施例4
（1）称取适量WS2粉体溶于体积比为7:3的乙醇与水的混合溶液中，使WS2的浓度达到8mg/mL，超声8h，经过离心30min去除未剥离的沉淀物后得到单层或者少层的WS2纳米片悬浮液；
（2）称取0.6g钼酸铵和4.8g硫脲溶于42mL WS2纳米片悬浮液与18mL去离子水的混合溶液中，在磁力搅拌器上搅拌1h后超声30min，转移到水热反应釜中于200℃保持10h，最后自然冷却，离心，用水和乙醇各洗三次，干燥得到WS2@MoS2复合可见光催化剂。
本实施例制得的WS2@MoS2复合可见光催化剂在自然太阳光照射下降解10mg/L的罗丹明B染料废水，3h的降解率为88.7%。
实施例5
（1）称取适量WS2粉体溶于体积比为7:3的乙醇与水的混合溶液中，使WS2的浓度达到8mg/mL，超声8h，经过离心30min去除未剥离的沉淀物后得到单层或者少层的WS2纳米片悬浮液；
（2）称取0.6g钼酸铵和4.8g硫脲溶于45mL WS2纳米片悬浮液与15mL去离子水的混合溶液中，在磁力搅拌器上搅拌1h后超声30min，转移到水热反应釜中于200℃保持10h，最后自然冷却，离心，用水和乙醇各洗三次，干燥得到WS2@MoS2复合可见光催化剂。
本实施例制得的WS2@MoS2复合可见光催化剂在自然太阳光照射下降解10mg/L的罗丹明B染料废水，3h的降解率为62.3%。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
Claims (6)
1.一种WS2@MoS2复合可见光催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）将WS2粉体溶于乙醇与水的混合溶液中，使WS2的浓度为8mg/mL，超声8h，再经过离心30min去除未剥离的沉淀物后得到单层或者少层的WS2纳米片悬浮液；
（2）将0.6g钼酸铵和4.8g硫脲溶于60mL WS2纳米片悬浮液与去离子水的混合溶液中，搅拌1h后超声30min，转移至水热反应釜中于200℃保持10h，自然冷却，离心，依次用水和乙醇清洗后干燥得到WS2@MoS2复合可见光催化剂。
2.根据权利要求1所述的WS2@MoS2复合可见光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中乙醇与水的混合溶液中乙醇与水的体积比为7:3。
3.根据权利要求1所述的WS2@MoS2复合可见光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中WS2纳米片悬浮液与去离子水的混合溶液中WS2纳米片悬浮液与去离子水的体积比为7:3。
4.一种WS2@MoS2复合可见光催化剂，其特征在于是由权利要求1-3中任意一项所述的方法制备得到的。
5.权利要求4所述的WS2@MoS2复合可见光催化剂在自然太阳光照射下光催化降解染料废水中的应用。
6.根据权利要求5所述的WS2@MoS2复合可见光催化剂在自然太阳光照射下光催化降解染料废水中的应用，其特征在于：所述的染料废水为10mg/L的罗丹明B染料废水，光催化降解3h的降解率为88.7%。
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