阅读说明：本技术 三明治结构空心纳米反应器光催化材料的制备方法及产品和应用 (Preparation method of sandwich structure hollow nano reactor photocatalytic material, product and application ) 是由 崔大祥 吴晓燕 林琳 王敬锋 陈超 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种三明治结构空心纳米反应器光催化材料的制备方法及其产品和应用,第一步：按摩尔比将钼酸盐水溶液加入到CTAB的醇溶液中磁力搅拌2～3 h；第二步：将乙二醇和盐酸按体积比依次加入上述混合溶液中,继续磁力搅拌3～5 h；第三步：再将硫脲加入继续搅拌1～2 h,钼酸盐、CTAB和硫脲的摩尔量比为1：15：10,转入反应釜160～180℃反应16～18 h,将沉淀物过滤、洗涤后,在60～80℃干燥18～24 h得黑色粉末,将该黑色粉末置于惰性气氛中600～750℃煅烧3～5 h得MoO-(2)/MoS-(2)/C。在紫外光催化条件下,对四环素的降解可达99.6%。该制备工艺简单,易操作。(The invention provides a preparation method of a hollow nano-reactor photocatalytic material with a sandwich structure, a product and an application thereof, wherein the first step is as follows: adding molybdate aqueous solution into CTAB alcoholic solution according to molar ratio, and magnetically stirring for 2-3 h; the second step is that: adding ethylene glycol and hydrochloric acid into the mixed solution in sequence according to the volume ratio, and continuing to magnetically stir for 3-5 hours; the third step: and adding thiourea into the mixture and continuously stirring for 1-2 h, wherein the molar weight ratio of molybdate to CTAB to thiourea is 1: 15: 10, transferring the mixture into a reaction kettle for reaction at 160-180 ℃ for 16-18 h, filtering and washing the precipitate, drying the precipitate at 60-80 ℃ for 18-24 h to obtain black powder, and calcining the black powder at 600-750 ℃ for 3-5 h in an inert atmosphere to obtain MoO 2 /MoS 2 and/C. Under the condition of ultraviolet light catalysis, the degradation of tetracycline can reach 99.6%. The preparation method is simple and easyAnd (5) operating.)

三明治结构空心纳米反应器光催化材料的制备方法及产品和 应用

技术领域

本发明涉及光催化材料及其制备和应用，具体为一种三明治结构空心纳米反应器光催化材料的制备方法及产品和应用。

背景技术

随着化学工业的发展，环境污染日益严重。印染废水的排放是造成水污染的重要原因之一。每年都有大量的商业染料排放，这些染料化学性质稳定，对生态环境造成巨大伤害。利用半导体氧化物材料在太阳光照射下能受激活化的特性，可有效的氧化降解有机物为二氧化碳和水等小分子。

与传统的净化方法相比，半导体光催化技术具有反应条件温和、无二次污染、操作简单和降解效果明显等优点。二氧化钛是备受关注的光催化剂之一，其低毒、低成本、耐用、超亲水且具有优异的光化学稳定性。

过渡金属二硫族化合物是一类重要的材料，以其丰富的物理、化学性质而受到人们的关注。特别是MoS₂、WS₂和WSe₂作为典型的过渡金属二硫族化合物，在光电子学、能谷电子、自旋电子学领域表现出的丰富现象，激起了广泛的研究热潮。

近年来的研究表明，过渡金属二硫族化合物中的二硫化钼在纳米电子学、光子学、传感器、储能系统电极等方面的应用已引起广泛关注。可用在光催化领域。

发明内容

本发明目的在于提供一种三明治结构空心纳米反应器光催化材料的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供上述方法制备的三明治结构空心纳米反应器光催化材料产品。

本发明的又一目的在于：提供上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现，一种三明治结构空心纳米反应器光催化材料的制备方法，所述三明治结构空心纳米反应器光催化材料为MoO₂/MoS₂/C，具体步骤为：

第一步：将钼酸盐水溶液加入到CTAB的醇溶液中磁力搅拌2~3 h，其中钼酸盐和CTAB的摩尔量比为1：15；

第二步：将乙二醇和盐酸依次加入上述混合溶液中，乙二醇和盐酸的体积比为50：（1~3），继续磁力搅拌3~5 h；

第三步：再将硫脲加入继续搅拌1~2 h，其中，钼酸盐、CTAB和硫脲的摩尔量比为1：15：10，转入反应釜160~180 ℃反应16~18 h，将沉淀物经过过滤、用去离子水和乙醇洗涤3~5次，在60~80 ℃干燥18~24 h得黑色粉末，将该黑色粉末置于惰性气氛中600~750 ℃煅烧3~5 h得MoO₂/MoS₂/C。

第一步中，所述的钼酸盐是钼酸钠、钼酸钾或钼酸铵中的一种或其组合。

第一步中，所述的醇是正丁醇、乙醇或丙三醇中的一种或其组合。

第三步中，所述的所述的硫醇脲为十二烷基硫脲、月桂基硫脲、1-二十二烷基硫脲中的一种或其组合。

第三步中，所述的惰性气体为氮气或者氩气中的一种或其组合。

本发明提供一种三明治结构空心纳米反应器光催化材料的制备方法，根据上述任一所述方法制备得到。

本发明提供一种三明治结构空心纳米反应器光催化材料在废水处理中的应用。

光催化降解四环素：四环素溶液浓度为10mgL^-1，首先，用电子天平称取3mg本发明粉末样品转入100mL石英圆底烧瓶中，将60mL四环素溶液倒入烧瓶中，在烧瓶中放入一个磁力搅拌子，将烧瓶瓶口密封，置于暗室中中速搅拌30min使粉末样品均匀分散在溶液中并对四环素的吸脱附达到平衡。之后，将烧瓶置于模拟紫外光下开始照射并计时，每固定时间间隔1h取出2mL混合液，离心分离去除粉末样品后进行吸光度测试。降解率达98%以上。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供一种三明治结构MoO₂/MoS₂/C空心纳米反应器光催化材料的制备方法，MoO₂/MoS₂/C空心纳米反应器光催化材料具有较大的比表面积，缺氧型缺陷对提高材料的光催化性能起着很重要的作用。有利于提高材料的光催化性能。该制备工艺相对简单，易操作。

具体实施方式

本发明通过下面具体实例进行详细的描述，但是本发明的保护范围不受限于这些实施例子。

实施例1

一种三明治结构空心纳米反应器光催化材料，为MoO₂/MoS₂/C，按如下步骤制备：

第一步：将钼酸钠水溶液加入到CTAB的丙三醇溶液中磁力搅拌2 h，其中钼酸钠和CTAB的摩尔量比为1：15；

第二步：将乙二醇和盐酸依次加入上述混合溶液中，乙二醇和盐酸的体积比为50：1，继续磁力搅拌3 h；

第三步：再将月桂基硫脲加入继续搅拌1 h，其中，钼酸钠、CTAB和月桂基硫脲的摩尔量比为1：15：10，转入反应釜180 ℃反应16 h，将沉淀物经过过滤、用去离子水和乙醇洗涤3次，在80 ℃干燥24 h得黑色粉末，将该黑色粉末置于惰性氩气气氛中700 ℃煅烧4 h得MoO₂/MoS₂/C空心纳米反应器光催化材料。

所得MoO₂/MoS₂/C光催化降解四环素，降解率达99.6%，见表1。

实施例2

一种三明治结构空心纳米反应器光催化材料，为MoO₂/MoS₂/C，与实施例1近似，按如下步骤制备：

第一步：将钼酸钾水溶液加入到CTAB的正丁醇溶液中磁力搅拌2 h，其中钼酸钾和CTAB的摩尔量比为1：15；

第二步：将乙二醇和盐酸依次加入上述混合溶液中，乙二醇和盐酸的体积比为50：3，继续磁力搅拌3 h；

第三步：再将十二烷基硫脲加入继续搅拌1 h，其中钼酸钾、CTAB和十二烷基硫脲的摩尔量比为1：15：10，转入反应釜160 ℃反应18 h，将沉淀物经过过滤、用去离子水和乙醇洗涤3次，在60 ℃干燥24 h得黑色粉末，将该黑色粉末置于氮气气氛中600 ℃煅烧5 h得MoO₂/MoS₂/C空心纳米反应器光催化材料。

所得MoO₂/MoS₂/C光催化降解四环素，降解率达98.9%，见表1。

实施例3

一种三明治结构空心纳米反应器光催化材料，为MoO₂/MoS₂/C，与实施例1近似，按如下步骤制备：

第一步：将钼酸铵水溶液加入到CTAB的丙三醇溶液中磁力搅拌3 h，其中钼酸铵和CTAB的摩尔量比为1：15；

第二步：将乙二醇和盐酸依次加入上述混合溶液中，乙二醇和盐酸的体积比为50：3，继续磁力搅拌3 h；

第三步：再将1-二十二烷基硫脲加入继续搅拌1 h，其中钼酸钾、CTAB和1-二十二烷基硫脲的摩尔量比为1：15：10，转入反应釜160 ℃反应18 h，将沉淀物经过过滤、用去离子水和乙醇洗涤5次，在60 ℃干燥24 h得黑色粉末，将该黑色粉末置于惰性气氛中750 ℃煅烧3 h得MoO₂/MoS₂/C空心纳米反应器光催化材料。

所得MoO₂/MoS₂/C光催化降解四环素，降解率达99.3%，见表1。

光催化降解四环素：四环素溶液浓度为10mgL^-1，首先，用电子天平分别称取3mg实施例1-3的粉末样品分别转入100mL石英圆底烧瓶中，将60mL四环素溶液倒入每个烧瓶中，在烧瓶中放入一个磁力搅拌子，将烧瓶瓶口密封，置于暗室中中速搅拌30min使粉末样品均匀分散在溶液中并对四环素的吸脱附达到平衡。之后，将烧瓶置于模拟紫外光下开始照射并计时，每固定时间间隔1h取出2mL混合液，离心分离去除粉末样品后进行吸光度测试。

表1 MoO₂/MoS₂/C空心纳米反应器光催化材料紫外光催化条件下1h后对四环素的降解率：

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