一种二硫化钼修饰的二氧化钛复合光催化剂的制备方法与流程

本发明属于化工光催化剂制备方法技术领域，涉及一种二硫化钼修饰的二氧化钛复合光催化剂的制备方法。

背景技术：

二氧化钛(tio2)在紫外光下具有优异的光催化降解有机物性能，但在可见光下的光催化性能较弱，从而限制的二氧化钛的应用。为了提高二氧化钛的光催化性能及扩大其应用范围，可以将二氧化钛与其他半导体材料进行复合，从而克服单独使用二氧化钛的不足。

二硫化钼是一种典型的层状化合物，具有优异的催化性能，常用作加氢脱硫催化剂的活性物质。纳米尺度的二硫化钼(mos2)具有更加优异的催化性能，因而引起了广泛的关注。当mos2的尺寸降低到足够小时，在可见光区具有较强的吸收，而且，mos2相对于tio2来说具有更小的禁带宽度，也使其能够利用更多的可见光，从而表现出了优异的光催化性能。

中国发明专利《一种二硫化钼/二氧化钛复合物及其制备方法》(申请号为：201410369695.0；公开号为：cn104174414a；公开日为：2014-12-03)，采用水解共沉淀-煅烧法制备二硫化钼/二氧化钛复合物，其是以球形二硫化钼微粒为中心，尺寸为100～300nm；每个团簇的四周为二氧化钛微粒，其尺寸为30～80nm；每个团簇中二氧化钛微粒均匀沉积在二硫化钼微粒表面，并用于润滑剂和光催化剂。

中国发明专利《一种二硫化钼/二氧化钛纳米刺分级结构复合材料的制备方法》(申请号为：201310289136.4；公开号为：cn103357425a；公开日为：2013-10-23)，采用超声剥离法得到片层状二硫化钼，将其加入有钛源的溶液中，经过水热和煅烧最终得到二硫化钼/二氧化钛纳米刺分级结构，光催化活性较高，适合于用作光催化分解水产氢催化剂和染料敏化太阳能电池电极材料。

虽然二氧化钛与二硫化钼复合光催化性能有所提升，但是制备过程较为繁琐。因此，开发一种制备过程简单，无需添加其他试剂，且可以有效调控二氧化钛与二硫化钼复合材料结构及性能的方法具有重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种二硫化钼修饰的二氧化钛复合光催化剂的制备方法，解决了现有技术中存在的制备过程繁琐的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种二硫化钼修饰的二氧化钛复合光催化剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，取一定量的无水乙醇，加入一定量的去离子水，搅拌10-30min，然后，缓慢滴入一定体积的钛酸丁酯，搅拌10min，得到混合液a；

步骤2，将步骤1得到的混合液a进行陈化，然后进行离心、洗涤，再进行真空干燥，得到二氧化钛白色粉末；

步骤3，称取一定量的步骤2中制得的二氧化钛白色粉末、一定量的钼酸钠、一定量的硫脲混合于一定体积的去离子水中，搅拌，得到混合液b；

步骤4，将步骤3得到的混合液b装入水热釜中，进行水热反应，然后依次用去离子水、无水乙醇离心洗涤，再置于真空干燥箱中真空干燥，得到二硫化钼修饰的二氧化钛粉体。

本发明的特点还在于，

步骤1中无水乙醇的体积为200-400ml，去离子水的体积为0.5-2.0ml，钛酸丁酯的体积为3-6ml。

步骤2中陈化的时间为3-6h。

步骤2中的真空干燥为在50-80℃真空干燥箱中干燥8-12h。

步骤3中的二氧化钛白色粉末质量为20mg-70mg，钼酸钠质量为120mg-480mg，硫脲质量为70mg-300mg，去离子水的体积为70ml。

步骤4中的水热反应的温度为50℃-180℃，水热反应时间为24h。

步骤4中的真空干燥为在50-80℃真空干燥箱中干燥8-12h。

本发明的有益效果是，本发明所采用的制备方法简单，适合于大规模生产，且所使用的商业用二氧化钛原料易得，无污染，实验周期短，便于操作，能耗低，极具工业化前景。本发明所制备的产品形貌规整，并且二硫化钼自组修饰的二氧化钛复合光催化剂具有较高的光催化反应效率。

附图说明

图1为实施例1所制备的二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料的x射线衍射图谱；

图2为实施例2所制备的二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料去除水体中罗丹明b的降解曲线；

图3为实施例3所制备的二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料的扫描电镜照片；

图4为实施例5所制备的二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料的扫描电镜照片；

图5为实施例6所制备的二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料的扫描电镜照片；

图6为实施例7所制备的二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料的扫描电镜照片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供的一种二硫化钼修饰的二氧化钛复合光催化剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，取200-400ml无水乙醇，加入0.5-2.0ml的去离子水，搅拌10-30min，然后，缓慢滴入3-6ml的钛酸丁酯，搅拌10min，得到混合液a；

步骤2，将步骤1得到的混合液a陈化3-6h，然后进行离心、洗涤，再置于50-80℃真空干燥箱中干燥8-12h，得到二氧化钛白色粉末；

步骤3，取步骤2中制得的白色粉末20mg-70mg，与120mg-480mg钼酸钠，70mg-300mg硫脲混合于70ml去离子水中，搅拌，得到混合液b；

步骤4，将步骤3得到的混合液b装入水热釜中，在150℃-180℃的条件下水热反应24h，然后依次用去离子水、无水乙醇离心洗涤，置于50-80℃真空干燥箱中干燥8-12h，得到二硫化钼修饰的二氧化钛粉体。

实施例1

取200ml无水乙醇，加入0.5ml的去离子水，搅拌10min，缓慢滴入3ml的钛酸丁酯，搅拌10min，得到混合液a；将混合液a陈化3h，然后离心，洗涤，置于50℃真空干燥箱中干燥8h，得到二氧化钛白色粉末。然后取制得的二氧化钛白色粉末40mg，与120mg钼酸钠，70mg硫脲混合于70ml去离子水中，搅拌，得到混合液b；将混合液b装入水热釜中，在150℃的条件下水热反应24h，然后依次用去离子水、无水乙醇离心洗涤，置于50真空干燥箱中干燥8h，得到二硫化钼修饰的二氧化钛粉体。

如图1所示，为实施例1所制备的二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料的x射线衍射图谱，从图1中可以看出，复合材料的xrd图谱中的衍射峰与锐钛矿相二氧化钛的标准衍射峰相对应，并且出现了二硫化钼的衍射峰，说明二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料的合成。

实施例2

取250ml无水乙醇，加入1.0ml的去离子水，搅拌15min，缓慢滴入4ml的钛酸丁酯，搅拌10min，得到混合液a。将混合液a陈化4h，然后离心，洗涤，置于60℃真空干燥箱中干燥10h，得到二氧化钛白色粉末。然后取制得的二氧化钛白色粉末50mg，与240mg钼酸钠，150mg硫脲混合于70ml去离子水中，搅拌得到混合液b；将混合液b装入水热釜中，在160℃的条件下水热24h，然后依次用去离子水、无水乙醇离心洗涤，置于60℃真空干燥箱中干燥9h，得到二硫化钼修饰的二氧化钛粉体。

如图2所示，为实施例2所制备的二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料去除水体中罗丹明b的降解曲线图。从降解曲线可以明显看出制备的二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料对水体中罗丹明b具有较高的降解效率。

实施例3

取300ml无水乙醇，加入1.5ml的去离子水，搅拌20min，缓慢滴入5ml的钛酸丁酯，搅拌10min，得到混合液a；将混合液a陈化5h，然后离心，洗涤，置于70℃真空干燥箱中干燥11h，得到二氧化钛白色粉末。然后取制得的二氧化钛白色粉末60mg，与360mg钼酸钠，230mg硫脲混合于70ml去离子水中，搅拌混合，得到混合液b。将混合液b装入水热釜中，在170℃的条件下水热24h，然后依次用去离子水、无水乙醇离心洗涤，置于70℃真空干燥箱中干燥11h，得到二硫化钼修饰的二氧化钛粉体。

如图3所示，为实施例3所制备的二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料的扫描电镜照片，其中，二硫钼修饰的二氧化钛粉体中二氧化钛与二硫化钼的摩尔比为1:2，从图中可以看出二氧化钛微球上有少量的二硫化钼生成。

实施例4

取400ml无水乙醇，加入2.0ml的去离子水，搅拌30min，缓慢滴入6ml的钛酸丁酯，搅拌10min，得到混合液a；将混合液a陈化6h，然后离心，洗涤，置于80℃真空干燥箱中干燥12h，得到二氧化钛白色粉末。然后取制得的白色粉末70mg，与480mg钼酸钠，300mg硫脲混合于70ml去离子水中，搅拌混合，得到混合液b。将混合液b装入水热釜中，在180℃的条件下水热24h，然后依次用去离子水、无水乙醇离心洗涤，置于80℃真空干燥箱中干燥12h，得到二硫化钼修饰的二氧化钛粉体。

实施例5

取200ml无水乙醇，加入1.0ml的去离子水，搅拌30min，缓慢滴入6ml的钛酸丁酯，搅拌10min，得到混合液a。将混合液a陈化4h，然后离心，洗涤，置于80℃真空干燥箱中干燥12h，得到二氧化钛白色粉末。然后取制得的二氧化钛白色粉末40mg，与480mg钼酸钠，300mg硫脲混合于70ml去离子水中，搅拌混合，得到混合液b。将混合液b装入水热釜中，在160℃的条件下水热24h，然后依次用去离子水、无水乙醇离心洗涤，置于80℃真空干燥箱中干燥12h，得到二硫化钼修饰的二氧化钛粉体。

如图4所示，为实施例5所制备的二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料的扫描电镜照片，其中，二硫化钼修饰的二氧化钛粉体中二氧化钛与二硫化钼的摩尔比为1:4，从图中可以看出二氧化钛微球上的二硫化钼较多。

实施例6

取200ml无水乙醇，加入1.0ml的去离子水，搅拌30min，缓慢滴入6ml的钛酸丁酯，搅拌10min，得到混合液a。将混合液a陈化4h，然后离心，洗涤，置于80℃真空干燥箱中干燥12h，得到二氧化钛白色粉末。然后取制得的二氧化钛白色粉末20mg，与360mg钼酸钠，230mg硫脲混合于70ml去离子水中，搅拌混合，得到混合液b。将混合液b装入水热釜中，在160℃的条件下水热24h，然后依次用去离子水、无水乙醇离心洗涤，置于80℃真空干燥箱中干燥12h，得到二硫化钼修饰的二氧化钛粉体。

如图5所示，为实施例6所制备的二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料的扫描电镜照片，其中，二硫化钼修饰的二氧化钛粉体中二氧化钛与二硫化钼的摩尔比为1:6，从图中可以看出二氧化钛微球上有较多的二硫化钼片层生成。

实施例7

取250ml无水乙醇，加入1.5ml的去离子水，搅拌30min，缓慢滴入6ml的钛酸丁酯，搅拌10min，得到混合液a。将混合液a陈化5h，然后离心，洗涤，置于80℃真空干燥箱中干燥12h，得到二氧化钛白色粉末。然后取制得的二氧化钛白色粉末20mg，与480mg钼酸钠，300mg硫脲混合于70ml去离子水中，搅拌混合，得到混合液b。将混合液b装入水热釜中，在180℃的条件下水热24h，然后依次用去离子水、无水乙醇离心洗涤，置于70℃真空干燥箱中干燥12h，得到二硫化钼修饰的二氧化钛粉体。

如图6所示，为实施例7所制备的二硫化钼修饰的二氧化钛复合材料的扫描电镜照片，其中，二硫化钼修饰的二氧化钛粉体中二氧化钛与二硫化钼的摩尔比为1:8，从图中可以看出二硫化钼片层已经完全将二氧化钛微球包裹。

实施例8

取400ml无水乙醇，加入1.5ml的去离子水，搅拌30min，缓慢滴入5ml的钛酸丁酯，搅拌10min，得到混合液a。将混合液a陈化6h，然后离心，洗涤，置于80℃真空干燥箱中干燥12h，得到二氧化钛白色粉末。然后取制得的二氧化钛白色粉末30mg，与480mg钼酸钠，300mg硫脲混合于70ml去离子水中，搅拌混合，得到混合液b。将混合液b装入水热釜中，在150℃的条件下水热24h，然后依次用去离子水、无水乙醇离心洗涤，置于80℃真空干燥箱中干燥12h，得到二硫化钼修饰的二氧化钛粉体。