一种三氧化钼复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于有机污染物处理技术领域，具体涉及一种三氧化钼复合材料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供了一种三氧化钼复合材料，包括三氧化钼基体和掺杂在所述三氧化钼基体中的钴；所述三氧化钼复合材料具有类钙钛矿结构。本发明专利技术提供的三氧化钼复合材料具有类钙钛矿结构，具有更高的电荷传输性能，利于界面电荷传输；同时Co掺杂于MoO3的晶格中，能够进一步提高三氧化钼复合材料对过硫酸盐的活化效果，进而提高对有机污染物的降解效率。进而提高对有机污染物的降解效率。进而提高对有机污染物的降解效率。

【技术实现步骤摘要】
一种三氧化钼复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于有机污染物处理
，具体涉及一种三氧化钼复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着现代工农业的发展，大量的人工合成有机物，如药物、抗生素、内分泌干扰物、农药、持久性有机污染物等，直接排入环境，使水体遭受污染。对于含有有机污染物废水的处理，传统的方法包括微生物降解、活性炭吸附、膜过滤等，但是上述方法存在处理效率低的缺陷。
[0003]高级氧化技术是目前对于有机污染物具有高效降解能力的处理方法，主要是采用过氧化氢为氧化剂，通过活化产生羟基自由基，进而去降解有机污染物。但是在实际应用的过程中，过氧化氢的投量大，有效使用率偏低，处理得到的溶液中会残留大量的氧化剂，需要进行后续处理，增加运行成本。
[0004]近年来，基于硫酸根自由基的过硫酸盐高级氧化技术日渐成熟，相比于羟基自由基而言，硫酸盐自由基具有更高的氧化还原电位，催化效率更高，同时具有寿命长、水溶性好，不易挥发的特性，使得过硫酸盐氧化技术能够更有效的降解有机污染物。
[0005]目前，主要是通过对过硫酸盐进行活化产生硫酸盐自由基，常用的活化方法包括光活化、热活化或过渡金属离子活化。其中光活化和热活化需要额外提供能量，能耗较低；相比而言，过渡金属离子活化无需向体系中提供能量，更适合工业化应用。
[0006]常用的过渡金属离子包括Fe
2+
、Fe
3+
、Mn
2+
等，但是上述过渡金属离子依然存在活化效率低的缺陷，进而导致对于有机污染物的降解效率较低。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种三氧化钼复合材料及其制备方法和应用，本专利技术提供的三氧化钼复合材料对过硫酸盐的活化效率高，进而提高了对有机污染物的降解效率。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种三氧化钼复合材料，包括三氧化钼基体和掺杂在所述三氧化钼基体中的钴；
[0010]所述三氧化钼复合材料具有类钙钛矿结构。
[0011]优选的，所述钴的掺杂百分含量为1～20％。
[0012]本专利技术还提供了上述技术方案所述三氧化钼复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]将钼源和钴源混合，经煅烧，得到所述三氧化钼复合材料。
[0014]优选的，所述钼源包括五氯化钼、乙酸钼、乙酰丙酮钼、钼酸铵、二钼酸铵和七钼酸铵中的一种或几种；
[0015]所述钴源包括硝酸钴、氯化钴、氧化钴和乙酸钴中的一种或几种；
[0016]所述钼源和钴源的摩尔比为100：0.5～1.5。
[0017]优选的，所述煅烧的温度为400～550℃；升温至所述煅烧温度的升温速率为≤10℃/min；保温时间为2～40h。
[0018]本专利技术还提供了上述技术方案所述三氧化钼复合材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的三氧化钼复合材料在降解有机污染物中的应用。
[0019]优选的，所述应用包括以下步骤：
[0020]将三氧化钼复合材料、过硫酸盐和含有机污染物的废水混合，进行催化降解。
[0021]优选的，所述过硫酸盐包括过一硫酸盐和/或过二硫酸盐。
[0022]优选的，所述含有机污染物的废水中的有机污染物的浓度为10～50mg/L；
[0023]所述含有机污染物的废水中的有机污染物和过硫酸盐的质量比为1：5～100；
[0024]所述含有机污染物的废水中的有机污染物和三氧化钼复合材料的质量比为1：1～30。
[0025]优选的，所述催化降解的温度为20～45℃，时间为10～30min。
[0026]本专利技术提供了一种三氧化钼复合材料，包括三氧化钼基体和掺杂在所述三氧化钼基体中的钴；所述三氧化钼复合材料具有类钙钛矿结构。本专利技术提供的三氧化钼复合材料具有类钙钛矿结构，具有更高的电荷传输性能，利于界面电荷传输；同时Co掺杂于MoO3的晶格中，能够进一步提高三氧化钼复合材料对过硫酸盐的活化效果，进而提高对有机污染物的降解效率。
附图说明
[0027]图1为实施例12得到的三氧化钼复合材料的SEM图；
[0028]图2为实施例12得到的三氧化钼复合材料的XRD图；
[0029]图3为实施例12得到的三氧化钼复合材料的XPS图；
[0030]图4为羟基自由基(OH
·
)和硫酸根自由基(SO4‑
·
)的电子顺磁共振谱图；
[0031]图5为超氧根自由基(O2‑
·
)的电子顺磁共振谱图；
[0032]图6为应用1～4、对比例2和对比例3中的催化降解效率图；
[0033]图7为应用例5～7的催化降解效率图；
[0034]图8为应用例8～12的催化降解效率图；
[0035]图9为不同pH值条件下30min时的催化降解效率图；
[0036]图10为不同温度下的催化降解效率图；
[0037]图11为不同催化剂浓度对复合材料催化活化过一硫酸盐降解双酚A的催化降解效率图；
[0038]图12为不同过一硫酸盐用量对复合材料催化活化过一硫酸盐降解双酚A的催化降解效率图；
[0039]图13为应用例13中在30min时催化降解效率图；
[0040]图14为本专利技术提供的三氧化钼复合材料活化过一硫酸盐的循环性能图。
具体实施方式
[0041]本专利技术提供了一种三氧化钼复合材料，包括三氧化钼基体和掺杂在所述三氧化钼
基体中的钴；
[0042]所述三氧化钼复合材料具有类钙钛矿结构。
[0043]在本专利技术中，所述三氧化钼复合材料优选为纳米棱柱结构；所述纳米棱柱结构的长径比优选为2～2.5：1。
[0044]在本专利技术中，所述钴的掺杂百分含量优选为1～20％，进一步优选为5～15％，更优选为8～12％。
[0045]本专利技术还提供了上述技术方案所述三氧化钼复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0046]将钼源和钴源混合，经煅烧，得到所述三氧化钼复合材料。
[0047]在本专利技术中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
[0048]在本专利技术中，所述钼源优选包括五氯化钼、乙酸钼、乙酰丙酮钼、钼酸铵、二钼酸铵和七钼酸铵中的一种或几种；当所述钼源为上述选择的两种以上时，本专利技术对具体物质的比例没有特殊的限定，按照任意比例混合均可。在本专利技术中具体实施例中，所述钼酸铵优选以四水合钼酸铵的形式进行添加。
[0049]在本专利技术中，所述钴源优选包括硝酸钴、氯化钴、氧化钴和乙酸钴中的一种或几种；当所述钴源为上述选择的两种以上时，本专利技术对具体物质的比例没有特殊的限定，按照任意比例混合均可。在本专利技术的具体实施例中，所述氯化钴优选以六水合氯化钴的形式进行添加。
[0050]在本专利技术中，所述钼源和钴源的摩尔比优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三氧化钼复合材料，其特征在于，包括三氧化钼基体和掺杂在所述三氧化钼基体中的钴；所述三氧化钼复合材料具有类钙钛矿结构。2.根据权利要求1所述的三氧化钼复合材料，其特征在于，所述钴的掺杂百分含量为1～20％。3.权利要求1或2所述三氧化钼复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将钼源和钴源混合，经煅烧，得到所述三氧化钼复合材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钼源包括五氯化钼、乙酸钼、乙酰丙酮钼、钼酸铵、二钼酸铵和七钼酸铵中的一种或几种；所述钴源包括硝酸钴、氯化钴、氧化钴和乙酸钴中的一种或几种；所述钼源和钴源的摩尔比为100：0.5～1.5。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为400～550℃；升温至所述煅烧温度的升温速率为≤10℃/min；保温时间为2～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆意，谭晶，刘益林，高贝贝，张清彦，傅喜军，郭陆林，张超，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：