本發(fā)明屬于納米復(fù)合光催化劑技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
光催化技術(shù)以其易操作、無污染、可直接利用太陽光等優(yōu)點成為當(dāng)前太陽能利用的研宄熱點之一?；诎雽?dǎo)體材料的光催化技術(shù)在凈化水污染、有機合成和光解水制氫等環(huán)境與資源的利用方面具有重要的應(yīng)用，是一種高效、低能耗、潔凈、無二次污染的技術(shù)。
在催化研究及應(yīng)用方向，納米au獨特的物理化學(xué)性質(zhì)已引起了研究者的關(guān)注。納米au與載體的協(xié)同效應(yīng)使au的催化活性表現(xiàn)的更突出，目前光催化研究中多集中于tio2、ceo2等傳統(tǒng)的負(fù)載型催化劑。
二硫化鉬因晶體層數(shù)不同而呈現(xiàn)不同的禁帶寬度，其中多層二硫化鉬的禁帶寬度為1.2ev，單層二硫化鉬的禁帶寬度為1.8ev。二硫化鉬是一種性能優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，同時作為一種過渡金屬層狀硫化物，因其良好的光學(xué)、電學(xué)、潤滑以及催化劑等性能引起了人們的廣泛關(guān)注。納米級別的二硫化鉬邊緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有很高的不飽和性，反應(yīng)活性高，在光催化劑領(lǐng)域引起了人們的廣泛關(guān)注。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑及其制備方法，從而獲得催化活性較高的納米au與二硫化鉬所復(fù)合的光催化劑。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑，是由金納米顆粒均勻復(fù)合在球形二硫化鉬納米顆粒上得到的復(fù)合光催化劑。
本發(fā)明還提供了一種二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑的制備方法，包括如下步驟：
1)采用化學(xué)合成法制備球形二硫化鉬納米顆粒；
2)稱取步驟1)所制備的二硫化鉬納米顆粒分散于去離子水和無水乙醇的混合溶液中，再加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌至混合均勻，吸取適量haucl4溶液并滴加至混合溶液中，混合均勻后，再加入檸檬酸鈉溶液，恒溫下攪拌30-40min，得到膠體，離心并水洗，循環(huán)三次，于干燥箱中烘干，即得二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑。
優(yōu)選地，所用硅烷偶聯(lián)劑為kh-550，二硫化鉬納米顆粒與kh-550的用量比為1:80g/ml。
優(yōu)選地，去離子水和無水乙醇的用量體積比為(3-5)：1。
優(yōu)選地，二硫化鉬納米顆粒與去離子水和無水乙醇的混合溶液的用量比1:(800-1000)g/ml。
優(yōu)選地，所用haucl4溶液的濃度為0.005-0.01mol/l，二硫化鉬納米顆粒與haucl4溶液的用量比為1：(400-800)g/ml。
優(yōu)選地，所用檸檬酸鈉溶液的濃度為0.1-0.15mol/l，二硫化鉬納米顆粒與檸檬酸鈉溶液的用量比為1:(800-1000)g/ml。
優(yōu)選地，加入檸檬酸鈉溶液后于80-95℃下恒溫攪拌，干燥箱的干燥溫度為80-95℃，烘干時間為7-8h。
優(yōu)選地，在步驟1)中，采用化學(xué)合成法利用硫代乙酰胺和鉬酸鈉制備球形二硫化鉬納米顆粒，具體方式如下：
按照稱取重量比2:1硫代乙酰胺和鉬酸鈉，將所得混合物加入去離子水中，加熱攪拌，加入的硫代乙酰胺和鉬酸鈉的混合物與去離子水的用量比為1.5:50g/ml，然后加入1/8倍體積所用去離子水的無水乙醇，再加入1.5倍體積所用無水乙醇的濃鹽酸，充分?jǐn)嚢韬笾频们蛐蝝os2前驅(qū)體沉淀物；繼續(xù)加熱攪拌，10min后，進行過濾洗滌，過夜晾干，將上述mos2前驅(qū)體沉淀物在105℃下干燥3h后取出，在氮氣保護下，480℃條件下煅燒保溫50min，自然降溫至室溫，取出后進行研磨，得到球形mos2納米顆粒。
本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明提供了一種二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑及其制備方法，所制備的二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑，是由金納米顆粒均勻復(fù)合在球形二硫化鉬納米顆粒上得到的復(fù)合光催化劑。本發(fā)明采用溶膠-凝膠法制備出了二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑，具體的是硅烷偶聯(lián)劑kh-550為修飾劑，用溶膠-凝膠法將納米au摻雜在球形二硫化鉬納米表面，使得au納米粒子與二硫化鉬間的活性位點增加，從而使二硫化鉬摻雜au后的催化性能得到提高。
具體實施方式
本發(fā)明實施例提供一種二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑，是由金納米顆粒均勻復(fù)合在球形二硫化鉬納米顆粒上得到的復(fù)合光催化劑。
下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
本發(fā)明實施例提供的一種二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
1)采用化學(xué)合成法制備球形二硫化鉬納米顆粒；
2)稱取步驟1)所制備的二硫化鉬納米顆粒分散于去離子水和無水乙醇的混合溶液中，再加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌至混合均勻，吸取適量haucl4溶液并滴加至混合溶液中，混合均勻后，再加入檸檬酸鈉溶液，恒溫下攪拌30-40min，得到膠體，離心并水洗，循環(huán)三次，于干燥箱中烘干，即得二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑。
在本發(fā)明實施例中，所用硅烷偶聯(lián)劑為kh-550，二硫化鉬納米顆粒與kh-550的用量比為1:80g/ml。
在本發(fā)明實施例中，去離子水和無水乙醇的用量體積比為(3-5)：1。
在本發(fā)明實施例中，二硫化鉬納米顆粒與去離子水和無水乙醇的混合溶液的用量比1:(800-1000)g/ml。
在本發(fā)明實施例中，所用haucl4溶液的濃度為0.005-0.01mol/l，二硫化鉬納米顆粒與haucl4溶液的用量比為1：(400-800)g/ml。
在本發(fā)明實施例中，所用檸檬酸鈉溶液的濃度為0.1-0.15mol/l，二硫化鉬納米顆粒與檸檬酸鈉溶液的用量比為1:(800-1000)g/ml。
在本發(fā)明實施例中，加入檸檬酸鈉溶液后于80-95℃下恒溫攪拌，干燥箱的干燥溫度為80-95℃，烘干時間為7-8h。
在本發(fā)明實施例中，在步驟1)中，采用化學(xué)合成法利用硫代乙酰胺和鉬酸鈉制備球形二硫化鉬納米顆粒，具體方式如下：
按照稱取重量比2:1硫代乙酰胺和鉬酸鈉，將所得混合物加入去離子水中，加熱攪拌，加入的硫代乙酰胺和鉬酸鈉的混合物與去離子水的用量比為1.5:50g/ml，然后加入1/8倍體積所用去離子水的無水乙醇，再加入1.5倍體積所用無水乙醇的濃鹽酸，充分?jǐn)嚢韬笾频们蛐蝝os2前驅(qū)體沉淀物；繼續(xù)加熱攪拌，10min后，進行過濾洗滌，過夜晾干，將上述mos2前驅(qū)體沉淀物在105℃下干燥3h后取出，在氮氣保護下，480℃條件下煅燒保溫50min，自然降溫至室溫，取出后進行研磨，得到球形mos2納米顆粒。
采用上述化學(xué)合成法進行mos2納米顆粒的制備，能夠降低煅燒溫度，制得的球形mos2納米顆粒的尺寸為50-100nm，獲得的球形mos2納米顆粒主要由mos2片層構(gòu)成的部分封閉結(jié)構(gòu)，在制得的mos2顆粒邊緣存在許多晶體缺陷，利于納米金顆粒的富集。
在本發(fā)明實施例中，所用kh-550除有偶聯(lián)作用外，還可作分散劑，加入kh-550可減少粒子團聚，使顆粒分散均勻。反應(yīng)時，溶液中的au先以au3+存在，au3+逐漸與mos2表面連接，形成au3/mos2。檸檬酸鈉的還原性將au3還原，即形成au-mos2納米材料。其中，檸檬酸鈉不僅起還原作用，還能使體系更穩(wěn)定。通過本發(fā)明的制備方法，最終獲得顆粒較均勻、形貌較好的目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明實施例所制備的au-mos2納米材料，au納米粒子尺寸在5.5-8.5nm范圍內(nèi)，mos2晶型良好，顆粒均勻、無團聚現(xiàn)象產(chǎn)生，au與mos2摻雜的比較均勻。
本發(fā)明實施例提供了一種二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑及其制備方法，所制備的二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑，是由金納米顆粒均勻復(fù)合在球形二硫化鉬納米顆粒上得到的復(fù)合光催化劑。本發(fā)明采用溶膠-凝膠法制備出了二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑，具體的是硅烷偶聯(lián)劑kh-550為修飾劑，用溶膠-凝膠法將納米au摻雜在球形二硫化鉬納米表面，使得au納米粒子與二硫化鉬間的活性位點增加，從而使二硫化鉬摻雜au后的催化性能得到提高。
下面結(jié)合具體實施例來進一步詳細(xì)說明。
實施例1
一種二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑的制備方法，包括如下步驟：
步驟1、采用化學(xué)合成法利用硫代乙酰胺和鉬酸鈉制備球形二硫化鉬納米顆粒，過程如下：
稱取1.0gtaa和0.5g鉬酸鈉于100ml的三頸燒瓶中，然后向所得混合物加入50ml的去離子水中，加熱攪拌，加入7.5ml的無水乙醇，再加入11.25ml的濃鹽酸，充分?jǐn)嚢韬笾频们蛐蝝os2前驅(qū)體沉淀物；繼續(xù)加熱攪拌，10min后，進行過濾洗滌，過夜晾干，將上述mos2前驅(qū)體沉淀物在105℃下干燥3h后取出，在氮氣保護下，480℃條件下煅燒保溫50min，自然降溫至室溫，取出后進行研磨，得到球形mos2納米顆粒。
步驟2、稱取步驟1所制備的二硫化鉬納米顆粒0.05g分散于40ml去離子水和10ml無水乙醇的混合溶液中，再加入4ml的kh-550，攪拌至混合均勻，用移液管吸取20ml0.01mol/l的haucl4溶液并滴加至混合溶液中，混合均勻后，再加入50ml0.15mol/l的檸檬酸鈉溶液，恒溫下攪拌30min，得到膠體，離心并水洗，循環(huán)三次，于90℃干燥箱中烘干7h，即得二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑。
實施例2
一種二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑的制備方法，包括如下步驟：
步驟1、采用化學(xué)合成法利用硫代乙酰胺和鉬酸鈉制備球形二硫化鉬納米顆粒，過程如下：
稱取1.0gtaa和0.5g鉬酸鈉于100ml的三頸燒瓶中，然后向所得混合物加入50ml的去離子水中，加熱攪拌，加入7.5ml的無水乙醇，再加入11.25ml的濃鹽酸，充分?jǐn)嚢韬笾频们蛐蝝os2前驅(qū)體沉淀物；繼續(xù)加熱攪拌，10min后，進行過濾洗滌，過夜晾干，將上述mos2前驅(qū)體沉淀物在105℃下干燥3h后取出，在氮氣保護下，480℃條件下煅燒保溫50min，自然降溫至室溫，取出后進行研磨，得到球形mos2納米顆粒。
步驟2、稱取步驟1所制備的二硫化鉬納米顆粒0.05g分散于30ml去離子水和10ml無水乙醇的混合溶液中，再加入4ml的kh-550，攪拌至混合均勻，用移液管吸取40ml0.005mol/l的haucl4溶液并滴加至混合溶液中，混合均勻后，再加入40ml0.15mol/l的檸檬酸鈉溶液，恒溫下攪拌30min，得到膠體，離心并水洗，循環(huán)三次，于95℃干燥箱中烘干7h，即得二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑。
實施例3
一種二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑的制備方法，包括如下步驟：
步驟1、采用化學(xué)合成法利用硫代乙酰胺和鉬酸鈉制備球形二硫化鉬納米顆粒，過程如下：
稱取1.0gtaa和0.5g鉬酸鈉于100ml的三頸燒瓶中，然后向所得混合物加入50ml的去離子水中，加熱攪拌，加入7.5ml的無水乙醇，再加入11.25ml的濃鹽酸，充分?jǐn)嚢韬笾频们蛐蝝os2前驅(qū)體沉淀物；繼續(xù)加熱攪拌，10min后，進行過濾洗滌，過夜晾干，將上述mos2前驅(qū)體沉淀物在105℃下干燥3h后取出，在氮氣保護下，480℃條件下煅燒保溫50min，自然降溫至室溫，取出后進行研磨，得到球形mos2納米顆粒。
步驟2、稱取步驟1所制備的二硫化鉬納米顆粒0.05g分散于40ml去離子水和8ml無水乙醇的混合溶液中，再加入4ml的kh-550，攪拌至混合均勻，用移液管吸取30ml0.008mol/l的haucl4溶液并滴加至混合溶液中，混合均勻后，再加入45ml0.12mol/l的檸檬酸鈉溶液，恒溫下攪拌30min，得到膠體，離心并水洗，循環(huán)三次，于80℃干燥箱中烘干8h，即得二硫化鉬復(fù)合納米金光催化劑。
盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。