一种S掺杂WO3-MoS2异质结的光催化降解材料及其制法制造技术

本发明专利技术涉及光催化降解技术领域，且公开了一种S掺杂WO3‑

【技术实现步骤摘要】
一种S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料及其制法


[0001]本专利技术涉及光催化降解
，具体为一种S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料及其制法。

技术介绍

[0002]目前，水污染问题日趋严重，主要包括重金属离子、有机染料等污染物，其中有机染料如刚果红、亚甲基蓝、甲基橙、罗丹明B等具有毒性且难以降解，传统的水污染处理有光催化氧化法、物理吸附法、化学氧化法、生物降解法等方法，但是后三者存在效率低、易产生二次污染等问题，光催化氧化法具有节能、环保、无二次污染等优点，应用前景广阔，在可见光照射下，WO3、ZnO等材料具有很好的光催化活性，但是具有光催化效率低、光生电子-空穴易复合等缺点，限制其应用，因此，需要对其作出改性。
[0003]WO3是一种n型氧化物半导体，具有独特的光学特性，在光催化领域具有广阔的应用前景，但是其禁带宽度较大，光生电子-空穴易复合，限制其应用，元素掺杂可以WO3降低禁带宽度和光生电子-空穴的复合速率，MoS2是一种p型半导体，具有较窄的禁带宽度，具有优异的光催化性能和可见光利用率，与WO3形成异质结，可以进一步改善WO3的光催化性能。
[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料及其制法，解决了WO3光催化剂的禁带宽度较大、光生电子-空穴易复合的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料，所述S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料制备方法如下：
[0008](1)向反应瓶中加入去离子水、六氯化钨，分散均匀后移入反应釜内，在140-180℃下反应18-36h，冷却、离心、洗涤并干燥，将产物置于马弗炉中，在470-550℃下退火2-3h，冷却，得到花状纳米三氧化钨；
[0009](2)向反应瓶中加入溶剂乙醇水溶液、硫脲、花状纳米三氧化钨，分散均匀并干燥，研磨充分，置于马弗炉中，在470-550℃下焙烧3-5h，冷却至室温，得到硫掺杂花状纳米三氧化钨；
[0010](3)向反应瓶中加入稀硝酸溶液作为溶剂、纳米钼粉、硫掺杂花状纳米三氧化钨，分散均匀，移入反应釜内，在180-220℃下反应18-36h，冷却至室温，用去离子水、乙醇洗涤干净并干燥，得到硫掺杂花状纳米三氧化钨负载带状纳米三氧化钼；
[0011](4)向反应瓶中加入去离子水、硫脲、硫掺杂花状纳米三氧化钨负载带状纳米三氧化钼，分散均匀，移入反应釜内，在180-220℃下反应18-36h，冷却至室温，用去离子水、乙醇洗涤干净并干燥，得到S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料。
[0012]优选的，所述步骤(1)中马弗炉包括主体，主体的底部活动连接有控制模块，主体的内部活动连接有保温层，保温层的内部活动连接有固定板，固定板的内部活动连接有耐热板，保温层的中间活动连接有加热棒，耐热板的内部固定连接有炉腔，耐热板的中间活动
连接有载物台，载物台的中间活动连接有坩埚。
[0013]优选的，所述步骤(2)中硫脲、花状纳米三氧化钨的质量比为2.5-4.5:100。
[0014]优选的，所述步骤(3)中纳米钼粉、硫掺杂花状纳米三氧化钨的质量比为15-25:100。
[0015]优选的，所述步骤(4)中硫脲、硫掺杂花状纳米三氧化钨负载带状纳米三氧化钼的质量比为75-120:100。
[0016](三)有益的技术效果
[0017]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：
[0018]该一种S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料，以六氯化钨为原料，经过水热、退火，得到由纳米片自组装得到的花状纳米三氧化钨，以其为载体，硫脲为硫源，经过焙烧，得到硫掺杂花状纳米三氧化钨，再以其作为载体，纳米钼粉作为钼源，经过水热，得到硫掺杂花状纳米三氧化钨负载带状纳米三氧化钼，再以硫脲作为硫源，经过水热，带状纳米三氧化钼硫化后成花状纳米二硫化钼，与花状纳米三氧化钨形成分级花状纳米结构，具有超高的比表面积，有利于暴露更多的光催化活性位点，且增大了与刚果红等有机污染物的接触面积。
[0019]该一种S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料，S原子以S
2-和S
4+
的形式掺杂进WO3的晶格中，引起晶格畸变，引入了缺陷，进一步增大了比表面积，且在WO3表面形成SO
42-，生成更多的氧空位，占据部分5d轨道，使得W
6+
转变成W
5+
，同时氧空位可以捕获光生电子，从而抑制光生电子-空穴的复合，WO3电子之间的相互作用引起WO3表面的羟基和S原子协同作用，降低了WO3的禁带宽度，拓宽了光响应范围。
[0020]该一种S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料，p型半导体WO3与n型半导体MoS2形成p-n型异质结结构，进一步降低WO3的禁带宽度，拓宽光响应范围，提高对太阳光的利用率，同时在可见光照射下会产生光生电子-空穴，光生电子从MoS2的导带转移到WO3的导带上，从而还原氧气生成超氧自由基，空穴从WO3的价带转移到MoS2的价带上，从而氧化羟基生成羟基自由基，进一步抑制光生电子-空穴的复合，具有强氧化性的超氧自由基和羟基自由基将刚果红等有机污染物降解为小分子物质，使得S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料具有优异的光催化降解性能。
附图说明
[0021]图1是马弗炉正视剖视结构示意图；
[0022]图2是马弗炉俯视结构示意图。
[0023]1、主体；2、控制模块；3、保温层；4、固定板；5、耐热板；6、加热棒；7、炉腔；8、载物台；9、坩埚。
具体实施方式
[0024]为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料，S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料制备方法如下：
[0025](1)向反应瓶中加入去离子水、六氯化钨，分散均匀后移入反应釜内，在140-180℃下反应18-36h，冷却、离心、洗涤并干燥，将产物置于马弗炉中，马弗炉包括主体，主体的底
部活动连接有控制模块，主体的内部活动连接有保温层，保温层的内部活动连接有固定板，固定板的内部活动连接有耐热板，保温层的中间活动连接有加热棒，耐热板的内部固定连接有炉腔，耐热板的中间活动连接有载物台，载物台的中间活动连接有坩埚，在470-550℃下退火2-3h，冷却，得到花状纳米三氧化钨；
[0026](2)向反应瓶中加入溶剂乙醇水溶液、硫脲、花状纳米三氧化钨，二者的质量比为2.5-4.5:100，分散均匀并干燥，研磨充分，置于马弗炉中，在470-550℃下焙烧3-5h，冷却至室温，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料，其特征在于：所述S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料制备方法如下：(1)向去离子水中加入六氯化钨，分散均匀后移入反应釜内，在140-180℃下反应18-36h，冷却、离心、洗涤并干燥，将产物置于马弗炉中，在470-550℃下退火2-3h，冷却，得到花状纳米三氧化钨；(2)向溶剂乙醇水溶液中加入硫脲、花状纳米三氧化钨，分散均匀并干燥，研磨充分，置于马弗炉中，在470-550℃下焙烧3-5h，冷却，得到硫掺杂花状纳米三氧化钨；(3)向稀硝酸溶液中加入、纳米钼粉、硫掺杂花状纳米三氧化钨，分散均匀，移入反应釜内，在180-220℃下反应18-36h，冷却，洗涤并干燥，得到硫掺杂花状纳米三氧化钨负载带状纳米三氧化钼；(4)向去离子水中加入硫脲、硫掺杂花状纳米三氧化钨负载带状纳米三氧化钼，分散均匀，移入反应釜内，在180-220℃下反应18-36h，冷却，洗涤并干燥，得到S掺杂WO
3-MoS2异质结的光催化降解材料。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯程程，
申请(专利权)人：安徽晟源环保新型材料有限公司宿马分公司，
类型：发明
国别省市：