一种MIL68(Fe)/MoS2复合催化剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种MIL68(Fe)/MoS2复合催化剂的制备方法及应用，属于水净化材料技术领域。本发明专利技术将钼酸钠二水合物和硫脲加入到去离子水混匀得到溶液A，采用乙酸调节溶液A的pH值为5.0～5.2，在温度190～210℃下反应23～24h，固液分离，固体依次经去离子水和乙醇洗涤，真空干燥即得二硫化钼；将氯化铁(Ⅲ)三水合物和1,4对苯二甲酸加入到N,N

【技术实现步骤摘要】
一种MIL68(Fe)/MoS2复合催化剂的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及一种MIL68(Fe)/MoS2复合催化剂的制备方法及应用，属于水净化材料


技术介绍

[0002]染料分子的复杂芳香结构高度稳定，并在周围环境中引发几种类型的疾病。此外，它们易溶于水，在水中有很高的显色性，还可能导致致使有毒污泥的产生。易着色和自然界中其他常见物质的存在影响了连续的染色循环，因此，染料在水体中存在使其难以被回收利用。染料可根据结构和用途进行划分。染料按用途可划分为酸性染料、碱性染料、直接染料和活性染料等。罗丹明B(RhB)是一种典型的人工合成的三苯基甲烷类阳离子碱性染料，又名玫瑰精B，俗称花粉红。由于具有致癌性，被世界卫生组织国际癌症研究机构列为三大致癌物之一，禁止被食用。
[0003]迄今为止，有一系列废水处理技术被开发利用，如生物降解、物理吸附和化学反应等。其中，硫酸盐基高级氧化技术(SR
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AOP)是一种尤为高效的降解水环境有机污染物的技术。近年来，很多过渡金属催化剂因其丰富的氧化还原位点、优良的导电性能和催化性能在激活PMS降解有机污染物应用中大放光彩。然而，PMS的稳定性使得其污染物降解性能较低。

技术实现思路

[0004]针对废水中降解罗丹明B染料存在的效率低和PMS消耗大等问题，本专利技术提出一种MIL68(Fe)/MoS2复合催化剂的制备方法及应用，即以二硫化钼为载体，二硫化钼具有丰富的硫空位和金属位点，利用原位合成法制备了高催化性能的MIL
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68(Fe)/MoS2，利用过硫酸盐基高级氧化技术对染料罗丹明B产生极佳的降解效果，15min降解效率可达99％左右，可用于去除水体中的罗丹明B。
[0005]一种MIL68(Fe)/MoS2复合催化剂的制备方法，具体步骤如下：
[0006](1)将钼酸钠二水合物和硫脲加入到去离子水混匀得到溶液A，采用乙酸调节溶液A的pH值为5.0～5.2，在温度190～210℃下反应23～24h，固液分离，固体依次经去离子水和乙醇洗涤，真空干燥即得二硫化钼；
[0007](2)将氯化铁(Ⅲ)三水合物和1,4对苯二甲酸加入到N,N
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二甲基甲酰胺中混匀得到溶液B，将载体二硫化钼加入溶液B中混合均匀，在温度25～40℃、超声条件下反1～2h，再置于温度90～110℃反应110～120h，冷却至室温，固液分离，固体依次经N,N
‑
二甲基甲酰胺和丙酮洗涤，真空干燥即得MIL68(Fe)/MoS2复合催化剂。
[0008]所述步骤(1)钼酸钠二水合物和硫脲的摩尔比为2:5，溶液A中钼酸钠的浓度为0.05～0.1mol/L。
[0009]所述步骤(2)氯化铁(Ⅲ)三水合物和1,4对苯二甲酸的摩尔比为1:2.0～2.5，溶液B中氯化铁(Ⅲ)的浓度为0.08～0.1mol/L。
[0010]所述载体二硫化钼的加入量为MIL68(Fe)质量的5
‑
30％。
[0011]所述步骤(2)超声功率为50～150W。
[0012]所述MIL68(Fe)/MoS2复合催化剂在活化过硫酸盐在降解水体中染料罗丹明B中的应用。
[0013]本专利技术铁基金属有机框架材料(MIL
‑
68(Fe))/二硫化钼复合催化剂降解染料罗丹明B的原理：通过硫空位促进高价金属向低价金属离子的价态转化，以支持活化PMS产生高活性自由基和非自由基，进而攻击罗丹明B；反应式包括：
[0014]Fe
2+
+ HSO5‑
→ꢀ
Fe
3+
+ SO4·
‑ + OH
‑
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0015]Fe
3+
+ HSO5‑
→ꢀ
Fe
2+
+ SO5·
‑
+ H
+
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0016]Mo
4+ + 2HSO5‑
→ꢀ
Mo
5+
+ 2HSO4‑ +
·
O2‑
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0017]Mo
5+ + 2HSO5‑
→ꢀ
Mo
6+
+ 2HSO4‑ +
·
O2‑
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0018]Mo
6+
+ ·
O2‑
ꢀ→
Mo
4+
+ 1
O2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0019]SO4·
‑
+ OH
‑
/H2O
→ꢀ
SO
42
‑ + ·
OH
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0020]SO5·
‑
+ 2H2O
→ꢀ
Mo
6+
+ 2HSO4‑ +1.51O2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0021]Fe
2+
+ O2→ꢀ
Fe
3+
+ ·
O2‑
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0022]Fe
3+
+ ·
O2‑
→ꢀ
Fe
2+
+ O2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0023]·
O2‑
+2H
+
→ꢀ1O
2 + H2O 2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0024]2·
O2‑ + 2H
+
ꢀ→ꢀ2·
OH + O2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)
[0025]Fe
3+ + S2‑ / S
22
‑
ꢀ→ꢀ
Fe
2+ + Sn2‑ / SO
x
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)
[0026]Mo
6+ + S2‑ / S...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MIL68(Fe)/MoS2复合催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将钼酸钠二水合物和硫脲加入到去离子水混匀得到溶液A，采用乙酸调节溶液A的pH值为5.0～5.2，在温度190～210℃下反应23～24h，固液分离，固体依次经去离子水和乙醇洗涤，真空干燥即得二硫化钼；(2)将氯化铁(Ⅲ)三水合物和1,4对苯二甲酸加入到N,N
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二甲基甲酰胺中混匀得到溶液B，将载体二硫化钼加入溶液B中混合均匀，在温度25～40℃、超声条件下反1～2h，再置于温度90～110℃反应110～120h，冷却至室温，固液分离，固体依次经N,N
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二甲基甲酰胺和丙酮洗涤，真空干燥即得MIL68(Fe)/MoS2复合催化剂。2.根据权利要求1所述MIL68(Fe)/MoS2复合催化剂的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡天丁，陈欣宇，陕绍云，蒋丽红，骆飞扬，杜国华，张宇晨，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：