介孔復(fù)合納米材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及介孔復(fù)合納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是設(shè)及一種Si化-MoSz介孔復(fù)合納 米材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 介孔二氧化娃（Si化）因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成本低廉和較高的比表面積，可用作吸附劑和 催化劑，在催化、醫(yī)藥和生物領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。目前，水熱法和溶膠-凝膠法是當(dāng) 前合成介孔Si〇2的主要方法。水熱法制備出來的產(chǎn)物熱穩(wěn)定性能好，結(jié)晶度高，操作便利， 但水熱晶化時(shí)間較長(zhǎng)。而溶膠-凝膠法合成溫度雖然不高，但需要般燒等后處理工藝，且制 得的產(chǎn)物純度較低。
[0003] 二硫化鋼（MoSz)作為過渡族金屬硫化物，有著良好的光、電、催化和潤(rùn)滑等性能。 國(guó)內(nèi)外已經(jīng)報(bào)道了很多關(guān)于MoSz的制備方法，主要包括水熱法和固相還原法。水熱法能 很好控制MoSz的形態(tài)和純度等，減少了固相還原法合成所需研磨過程中帶來的不利影響。 TingYang等，WNazMcA·2Η20和畑2CSNH2為原料，采用簡(jiǎn)單的水熱法可制備出MoSz納米球。 還原法首先制備出非晶態(tài)M0S3,然后使用氨氣、聯(lián)氨和徑胺等還原劑將M0S3還原為MoS2。
[0004] 針對(duì)Si化-M0S2介孔復(fù)合納米材料的性能W及其制備方法，目前尚未見相關(guān)文獻(xiàn) 報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)〇化]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的之一在于提供了一種Si化-MoSz介孔復(fù)合納米材料，它具有較高的比表面積W及較好的光催化性能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì) 酸性水溶液中的亞甲基藍(lán)和羅丹明B完全降解，并可作為一種低成本的潤(rùn)滑劑。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明采用了W下技術(shù)方案：一種Si化-MoSz介孔復(fù)合納米材料， 由Si〇2和MoS2組成，呈花狀的MoS2納米顆粒生長(zhǎng)在介孔SiO2基體之上，介孔SiO2基體的 孔徑為5~8nm，復(fù)合納米材料的比表面積觸T)為521m2/g。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供了一種Si化-M0S2介孔復(fù)合納米材料的制備方法，采 用溶膠-凝膠法，步驟如下：
[000引步驟1，將可溶性鋼酸鹽溶解于乙酸-蒸饋水體系中，室溫下攬拌使之充分溶解得 到呈無(wú)色的溶液a;
[0009] 步驟2,將正娃酸乙醋（TE0巧緩慢加入到溶液a中，繼續(xù)攬拌得到呈黃色的溶液 b，控制體系抑值為1~6,可溶性鋼酸鹽與正娃酸乙醋Ο?0巧的摩爾比為0. 1~1 : 10 ;
[0010] 步驟3,將溶液b經(jīng)熱處理得到呈固態(tài)的凝膠塊體C;
[0011] 步驟4,將凝膠塊體C研磨成細(xì)粉（細(xì)粉的顏色呈白色），然后裝入盛有過量的硫 脈水溶液的反應(yīng)容器中，于140~200°C下硫化處理6~48小時(shí)，制得Si〇2-MoS2介孔復(fù)合 納米材料。
[0012] 作為本發(fā)明的Si化-MoSz介孔復(fù)合納米材料的制備方法的進(jìn)一步改進(jìn)， 陽(yáng)01引步驟1中醋酸和蒸饋水的摩爾比為0. 1~0. 5 : 5~25,步驟2中制備溶液b所 述使用的正娃酸乙醋（TE0巧與步驟1中加入的蒸饋水的體積比為1 : 10。步驟1中可溶 性鋼酸鹽的溶解W及步驟2中正娃酸乙醋（TE0巧加入后均通過磁力攬拌器進(jìn)行混合，攬拌 時(shí)間為1~3分鐘。步驟3中的熱處理是將溶液b放進(jìn)鼓風(fēng)干燥箱里，經(jīng)60~100°C熱處 理6~48小時(shí)。步驟4中凝膠細(xì)粉的粒度為0. 5~10μm。將步驟4硫化處理所得產(chǎn)物進(jìn) 行清洗和烘干處理，得到呈灰色的Si〇2-MoS2介孔復(fù)合納米材料。
[0014] 本發(fā)明在溶膠-凝膠和水熱合成納米材料的基礎(chǔ)上，首先采用溶膠-凝膠方法 制備出含Mo(VI)和Si(IV)的干凝膠粉狀前驅(qū)體，最后通過水熱硫化處理技術(shù)，制備出了 Si〇2-MoS2介孔復(fù)合納米材料。
[0015] 本發(fā)明研究了Si化-MoSz介孔復(fù)合納米材料的催化去除有機(jī)污染物和潤(rùn)滑特性， 通過一系列的研究和表征結(jié)果表明本發(fā)明所獲得的Si〇2-MoS2介孔復(fù)合納米材料具有較高 的比表面積W及具有較好的光催化性能，在一定量&〇2體系中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)酸性水溶液中 的亞甲基藍(lán)和羅丹明B完全降解。因此，運(yùn)種耐酸性的Si〇2-MoS2介孔復(fù)合納米材料有望用 作為酸性廢水中有機(jī)污染物的脫除材料。另外，在機(jī)械潤(rùn)滑和減磨方面也有潛在的應(yīng)用前 景，可作為一種低成本的潤(rùn)滑劑。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在：
[0017] 1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了通過復(fù)合前驅(qū)體溶液快速凝膠技術(shù)，可快速合成得到Si〇2-MoS2 介孔復(fù)合納米材料，為低成本催化劑和潤(rùn)滑劑的合成提供了一種新的途徑。
[0018] 2、本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，整個(gè)制備體系容易構(gòu)建、操作簡(jiǎn)便、條件易控、成本低廉、產(chǎn)物 組成易控、產(chǎn)物分散性和流動(dòng)性高、適合于規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。
[0019] 3、本發(fā)明采用常規(guī)可溶性鋼酸鹽和正娃酸乙醇作為反應(yīng)物，在制備過程中產(chǎn)生的 副產(chǎn)物少，對(duì)環(huán)境污染較小，是一種環(huán)保型制備工藝。
[0020] 4、本發(fā)明制備的產(chǎn)物具有較好的分散性、良好的流動(dòng)性和吸附性、優(yōu)異的光催化 W及耐酸性能，可W應(yīng)用在機(jī)械潤(rùn)滑W及光催化降解污染物等方面有較為廣闊的應(yīng)用前 旦
【附圖說明】
[0021] 圖1為實(shí)施例1所得膠體溶液b的光學(xué)照片圖。
[0022] 圖2為實(shí)施例1所得凝膠細(xì)粉的光學(xué)照片圖。
[0023] 圖3為實(shí)施例1所得產(chǎn)物的光學(xué)照片圖。
[0024] 圖4為實(shí)施例1所得產(chǎn)物的沈Μ和邸S圖。
[0025] 圖5為實(shí)施例1所得產(chǎn)物的成吸脫附等溫曲線。
[00%] 圖6為實(shí)施例1所得產(chǎn)物的光催化降解化Β動(dòng)力學(xué)曲線W及線性擬合圖。
[0027] 圖7為實(shí)施例1所得產(chǎn)物的潤(rùn)滑性能對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] W下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。對(duì)所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、形貌、組成和 性能等進(jìn)行表征，分別選用X射線粉末衍射狂RD)、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE-SEM)和紫 外-可見光分光光度計(jì)扣V-Vis)等儀器或設(shè)備。
[0029] 制備實(shí)施例1 :制備Si化-MoSz介孔復(fù)合納米材料
[0030] (1)將可溶性鋼酸鹽溶解于乙酸-蒸饋水體系中，室溫下磁力攬拌2分鐘使之充分 溶解得到呈無(wú)色的溶液曰，醋酸和蒸饋水的摩爾比為0.25 : 15。圖1為室溫下配制的反應(yīng) 前驅(qū)體溶液光學(xué)照片圖，可知該溶液為黃色，具有下達(dá)爾效應(yīng)，說明得到的溶液a為膠體溶 液。
[00川 似將正娃酸乙醋（TE0巧緩慢加入到溶液a中，繼續(xù)磁力攬拌2分鐘得到呈黃色 的溶液b。控制體系抑值為3,可溶性鋼酸鹽與正娃酸乙醋Ο?0巧的摩爾比為0.5 : 10， 正娃酸乙醋（TE0巧與上步加入的蒸饋水的體積比為1 : 10。
[0032] (3)將溶液b放進(jìn)鼓風(fēng)干燥箱里，經(jīng)80°C熱處理15小時(shí)。
[0033] (4)首先，將凝膠塊體C研磨成細(xì)粉（細(xì)粉的粒度為0. 5~10μm)。圖2是干凝 膠細(xì)粉的光學(xué)照片圖，由該圖可知，黃色的膠體溶液變成干凝膠細(xì)粉后呈現(xiàn)白色狀態(tài)，干凝 膠細(xì)粉為不規(guī)則顆粒，粒徑較大，分散性較好。
[0034] 然后，將凝膠細(xì)粉裝入盛有過量的硫脈水溶液的反應(yīng)容器中，于180°C下硫化處理 15小時(shí)。
[0035] (5)將硫化處理所得產(chǎn)物進(jìn)行清洗和烘干處理。圖3是獲得的目標(biāo)產(chǎn)物Si〇2-MoS2 的光學(xué)照片圖，由圖可W看出，所得產(chǎn)物的顏色為灰色。
[0036] 圖4為實(shí)施例1獲得的目標(biāo)產(chǎn)物Si〇2-MoS2的沈Μ和邸S圖，由圖4a可W看出，花 狀的MoSz納米顆粒生長(zhǎng)在Si〇2介孔基體上，形成了Si〇2-MoS2介孔復(fù)合納米材料。圖4b為 其能譜圖，可W進(jìn)一步確認(rèn)兩者的生長(zhǎng)特點(diǎn)和組成分布情況。
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