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Cu2MoS4纳米管在光催化中的应用

阅读:256发布:2021-02-27

IPRDB可以提供Cu2MoS4纳米管在光催化中的应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明提供了一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法,包括以下步骤,首先将Cu2MoS4纳米管和有机污染物溶液进行混合后,得到混合液;然后在光源的照射下,将上述步骤得到的混合液进行降解反应后,得到清液。本发明从纳米材料入手,创造性的将Cu2MoS4纳米管用于光催化领域中,作为光催化剂的应用,在光催化降解有机污染物甲基橙与光催化分解水制氢反应中具有良好的性能,而且本发明提供的制备方法简单,成本低,对环境无污染,用于光催化降解有机污染物甲基橙和光催化分解水产氢反应中显著提高其性能,有着巨大的发展前景和商用前景。,下面是Cu2MoS4纳米管在光催化中的应用专利的具体信息内容。

1.一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)将Cu2MoS4纳米管和有机污染物溶液进行混合后,得到混合液;

2)在光源的照射下,将上述步骤得到的混合液进行降解反应后,得到清液;

所述纳米管为空心纳米管;

所述Cu2MoS4纳米管为方形管;

所述方形管的边长为90 120nm。

~

2.根据权利要求1所述的光催化降解有机污染物的方法,其特征在于,所述光源包括可见光和/或紫外光;

所述光源的波长大于等于390nm;

所述有机污染物包括甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明6G、罗丹明B和苏丹III中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的光催化降解有机污染物的方法,其特征在于,所述Cu2MoS4纳米管和所述有机污染物的质量比为40:(2.5 3.5);

~

所述有机污染物溶液的浓度为5 40mg/L 。

~

4.根据权利要求1所述的光催化降解有机污染物的方法,其特征在于,所述混合包括搅拌混合和/或超声分散;

所述混合的时间为20 40min;

~

所述降解反应的时间为小于等于12min 。

5.一种Cu2MoS4纳米管光解水制氢的方法,其特征在于,包括以下步骤:将Cu2MoS4纳米管和牺牲剂混合后,进行光解水制氢,得到氢气;

所述纳米管为空心纳米管;

所述Cu2MoS4纳米管为方形管;

所述方形管的边长为90 120nm。

~

6.根据权利要求5所述的光解水制氢的方法,其特征在于,所述牺牲剂包括硫化钠和亚硫酸钠的混合溶液、乳酸、乙二胺、乙醇和甲醇中的一种或多种;

所述Cu2MoS4纳米管和所述牺牲剂的质量比为(2~10):585 。

7.根据权利要求1~6任意一项所述的方法,其特征在于,所述Cu2MoS4纳米管由以下方法制备:将实心球状氧化亚铜、四硫代钼酸铵和水进行水热反应后,得到Cu2MoS4纳米管。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述实心球状氧化亚铜与所述四硫代钼酸铵的质量比为(2 4):11;

~

所述实心球状氧化亚铜的粒径为200 400nm。

~

9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述Cu2MoS4纳米管具体由以下方法制备:将实心球状氧化亚铜、四硫代钼酸铵和水进行水热反应后,得到悬浊液,再经过后处理,得到Cu2MoS4纳米管;

所述水热反应的温度为150 170℃;

~

所述水热反应的时间为2 4h。

~

10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述Cu2MoS4纳米管的长度为1~3µm;

所述方形管的管壁厚度为10 40nm。

~

说明书全文

Cu2MoS4纳米管在光催化中的应用

技术领域

[0001] 本发明涉及纳米材料技术领域,涉及Cu2MoS4纳米管在光催化中的应用,特别涉及一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法和Cu2MoS4纳米管光解水的方法。

背景技术

[0002] 随着物质生活水平的日益提高,在衣食住行方面的消费比例明显提升,相关的行业也得到了快速的发展,印染行业就是其中之一,但同时印染行业固有的污染问题,也一直是业内最为关注的议题。而且国家对于节能减排的治理力度逐年递增,全社会对于环保的意识也日益提高。
[0003] 如甲基橙等有机染料在工业中有着十分巨大的使用量,并且有机染料的品种和数量呈现出日益增加的趋势,有机染料的废水给环境带来的巨大压力不容小视。甲基橙等有机物工业废水水量大种类多、毒性大、水质成分复杂。且不能被好氧生物降解。此外,在厌氧条件下,还可能被还原为具有致癌作用的芳烃胺类,传统的物理和化学净化方法通常不能达到理想的净化目的。很显然,这是不符合当今发展的大环境和大方向的,因此,如何合理的治理和减少行业内的有机污染物已成为诸多研究者的主要工作议题。
[0004] 近些年来,纳米材料得到了蓬勃发展,由于它的尺寸已经接近电子的相干长度,它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。因此其所表现的特性,例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等,往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。同时,由于化石能源的逐渐枯竭和使用过程中的污染问题,研究者对于可循环能源方向的研究与日俱增,其中,太阳能的可重复使用和清洁无污染,使得对太阳能的转化和利用日益成为研究热点和重点。
[0005] 因此,将纳米材料和太阳能相结合,如基于太阳能的可见光光催化反应,作为治理有机污染物,生产氢气的研究手段,这其中纳米材料在光催化反应中的应用,自然也得到各个国家的大力支持和关注。同时,由于氢气燃烧过程热量高且对环境无污染,人们也致力于研究发展各式各样的制备氢气方法,这其中,纳米材料作为催化剂,基于太阳光照的光解水制备氢气也有着巨大的发展前景。但目前无论是光催化降解有机污染物,还是光解水制氢,都普遍存在着降解不彻底,催化剂产率低,催化剂循环稳定性不够的问题。
[0006] 因此,如何找到一种合适的应用于光催化反应的催化剂,提高性能、增强稳定性日益成为科学研究的重点,也是领域内诸多研究人员业内普遍关注的焦点。

发明内容

[0007] 有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供了Cu2MoS4纳米管在光催化中的应用,具体是一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法和Cu2MoS4纳米管光解水的方法,本发明将Cu2MoS4纳米管,用于光催化降解有机污染物和光解水制备氢气中,降解彻底,循环稳定性好,产率高。
[0008] 本发明提供了一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法,包括以下步骤:
[0009] 1)将Cu2MoS4纳米管和有机污染物溶液进行混合后,得到混合液;
[0010] 2)在光源的照射下,将上述步骤得到的混合液进行降解反应后,得到清液。
[0011] 优选的,所述光源包括可见光和/或紫外光;
[0012] 所述光源的波长大于等于390nm;
[0013] 所述有机污染物包括甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明6G、罗丹明B 和苏丹III中的一种或多种。
[0014] 优选的,所述Cu2MoS4纳米管和所述有机污染物的质量比为40: (2.5~3.5);
[0015] 所述有机污染物溶液的浓度为5~40mg/L。
[0016] 优选的,所述混合包括搅拌混合和/或超声分散;
[0017] 所述混合的时间为20~40min;
[0018] 所述降解反应的时间为小于等于12min。
[0019] 本发明还提供了一种Cu2MoS4纳米管光解水制氢的方法,包括以下步骤:
[0020] 1`)将Cu2MoS4纳米管和牺牲剂混合后,进行光解水制氢,得到氢气。
[0021] 优选的,所述牺牲剂包括硫化钠和亚硫酸钠的混合溶液;
[0022] 所述Cu2MoS4纳米管和所述牺牲剂的质量比为(2~10):585。
[0023] 优选的,所述Cu2MoS4纳米管由以下方法制备:
[0024] A)将实心球状氧化亚铜、四硫代钼酸铵和水进行水热反应后,得到Cu2MoS4纳米管;
[0025] 所述纳米管为空心纳米管。
[0026] 优选的,所述实心球状氧化亚铜与所述四硫代钼酸铵的质量比为 (2~4):11;
[0027] 所述实心球状氧化亚铜的粒径为200~400nm;
[0028] 所述Cu2MoS4纳米管为方形管。
[0029] 优选的,所述步骤A)具体为:
[0030] 将实心球状氧化亚铜、四硫代钼酸铵和水进行水热反应后,得到悬浊液,再经过后处理,得到Cu2MoS4纳米管;
[0031] 所述水热反应的温度为150~170℃;所述水热反应的时间为2~4h。
[0032] 优选的,所述Cu2MoS4纳米管的长度为1~3μm;
[0033] 所述方形管的管壁厚度为10~40nm;
[0034] 所述方形管的边长为90~120nm。
[0035] 本发明提供了一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法,包括以下步骤,首先将Cu2MoS4纳米管和有机污染物溶液进行混合后,得到混合液;然后在光源的照射下,将上述步骤得到的混合液进行降解反应后,得到清液。与现有技术相比,本发明针对现有的光催化过程中,如光催化降解有机污染物,或是光解水制氢过程中,普遍存在着降解不彻底,催化剂产率低,催化剂循环稳定性不够的问题。本发明从纳米材料入手,创造性的将Cu2MoS4纳米管用于光催化领域中,作为光催化剂的应用,在光催化降解有机污染物甲基橙与光催化分解水制氢反应中具有良好的性能,而且本发明提供的制备方法简单,成本低,对环境无污染,用于光催化降解有机污染物甲基橙和光催化分解水产氢反应中显著提高其性能,有着巨大的发展前景和商用前景。
[0036] 实验结果表明,本发明将Cu2MoS4纳米管作为光催化剂,用于光催化降解有机污染物和光解水制备氢气中,有机污染物降解彻底,降解速度快,而且循环稳定性好,制备氢气的产率高,稳定性好。

附图说明

[0037] 图1为本发明实施例1制备的实心球状的氧化亚铜的扫描电镜照片;
[0038] 图2为本发明实施例1制备的Cu2MoS4纳米管的外观照片;
[0039] 图3为本发明实施例1制备的Cu2MoS4纳米管的扫描电镜照片;
[0040] 图4为本发明实施例1制备的Cu2MoS4纳米管的透射电镜照片;
[0041] 图5为本发明实施例1制备的Cu2MoS4纳米管X射线衍射图;
[0042] 图6为本发明实施例8制备的Cu2MoS4纳米管材料光降解甲基橙的循环测试图;
[0043] 图7为本发明实施例9制备的Cu2MoS4纳米管材料光解水产氢的循环测试图。

具体实施方式

[0044] 为了进一步了解本发明,下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
[0045] 本发明所有原料,对其来源没有特别限制,在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
[0046] 本发明所有原料,对其纯度没有特别限制,本发明优选采用分析纯或多元化合物纳米材料领域常规的纯度即可。
[0047] 本发明提供了一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法,包括以下步骤:
[0048] 1)将Cu2MoS4纳米管和有机污染物溶液进行混合后,得到混合液;
[0049] 2)在光源的照射下,将上述步骤得到的混合液进行降解反应后,得到清液。
[0050] 本发明首先将Cu2MoS4纳米管和有机污染物溶液进行混合后,得到混合液。
[0051] 本发明对所述有机污染物没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规有机污染物即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、降解情况以及排放要求进行选择和调整,本发明所述有机污染物优选为有机染料,更优选为有机染料类污染物,具体可以包括甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明6G、罗丹明B和苏丹III中的一种或多种,也可以为甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明6G、罗丹明B或苏丹III,或者为甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明6G或罗丹明B,降解效果最优为甲基橙。
[0052] 本发明对所述有机污染物的浓度没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规有机污染物的浓度即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、降解情况以及排放要求进行选择和调整,本发明所述有机污染物溶液的浓度优选为5~40mg/L,更优选为10~35mg/L,更优选为 15~30mg/L,最优选为15~25mg/L。
[0053] 本发明对所述Cu2MoS4纳米管的加入量没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规催化剂加入量即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、降解情况以及排放要求进行选择和调整,本发明所述 Cu2MoS4纳米管和所述有机污染物的质量比优选为40:(2.5~3.5),更优选为40:(2.7~3.3),最优选为40:(2.9~3.1)。
[0054] 本发明对所述混合的条件没有特别限制,以本领域技术人员熟知的此类反应的条件即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、降解情况以及排放要求进行选择和调整,本发明所述混合的时间优选为 20~40min,更优选为22~38min,最优选为25~35min。
[0055] 本发明对所述混合的方式没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规的混合方式即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、降解情况以及排放要求进行选择和调整,本发明所述混合以均匀混合为最优方案,具体方式优选包括搅拌混合和/或超声分散,更优选为搅拌混合和超声分散。
[0056] 本发明为保证Cu2MoS4纳米管是在光照的情况下,作为光催化剂,使得有机污染物降解,从而消除,而不是由于纳米管自身的物理吸附作用,本发明优选在混合过程中,避光进行混合。
[0057] 该过程中通过监测,有机污染物的初始浓度会有微小的降低,进而平稳,这表明纳米管的物理吸附已经饱和,再进行后续的光照反应,有机污染物的消除,则均是Cu2MoS4纳米管作为光催化剂的作用。
[0058] 本发明上述技术方案在实际应用中,混合过程是否避光,对本发明的技术效果并无实质影响,本领域技术人员可以根据实际应用情况、降解情况以及排放要求进行选择和调整。
[0059] 本发明然后在光源的照射下,将上述步骤得到的混合液进行降解反应后,得到清液。
[0060] 本发明对所述光源没有特别限制,以本领域技术人员熟知的光催化的光源种类即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、降解情况以及排放要求进行选择和调整,本发明所述光源优选包括可见光和/ 或紫外光,更优选为可见光,或者可见光和紫外光,也可以仅为可见光。
[0061] 本发明对所述光源的具体参数没有特别限制,以本领域技术人员熟知的光催化的光源参数即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、降解情况以及排放要求进行选择和调整,本发明所述光源的波长优选大于等于390nm,更优选大于等于400nm,更优选大于等于 420nm。
[0062] 本发明对所述降解反应的条件没有特别限制,以本领域技术人员熟知的此类反应的条件即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、降解情况以及排放要求进行选择和调整,本发明所述降解反应的时间能够控制在小于等于12min,更优选控制在11min以内,更优选控制在10min以内,即可降解完全。
[0063] 本发明对所述清液的定义没有特别限制,以本领域技术人员熟知的有机污染物降解完成后的液体即可,本领域技术人员能够根据基本常识理解其正常含义,本领域技术人员可以根据实际应用情况、降解情况以及排放要求进行选择和调整,本发明所述清液优选是指有机污染物降解完全后的混合液,其中是否还包括其他固体物质或成分,本发明并不做特别限制,也会包括Cu2MoS4纳米管光催化剂。
[0064] 本发明还提供了一种Cu2MoS4纳米管光解水制氢的方法,包括以下步骤:
[0065] 1`)将Cu2MoS4纳米管和牺牲剂混合后,进行光解水制氢,得到氢气。
[0066] 本发明对所述牺牲剂没有特别限制,以本领域技术人员熟知的此类牺牲剂即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、催化情况以及制氢要求进行选择和调整,本发明所述牺牲剂优选包括硫化钠和亚硫酸钠的混合溶液、乳酸、乙二胺、乙醇和甲醇中的一种或多种,最优选为硫化钠和亚硫酸钠的混合溶液。
[0067] 本发明对所述硫化钠和亚硫酸钠的混合溶液的具体组成没有特别限制,以本领域技术人员熟知的此类牺牲剂的浓度即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、催化情况以及制氢要求进行选择和调整,本发明所述牺牲剂中,所述硫化钠的浓度优选0.35mol/L,所述亚硫酸钠的浓度优选为0.25mol/L。
[0068] 本发明对所述牺牲剂的加入量没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规牺牲剂加入量即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、催化情况以及制氢要求进行选择和调整,本发明所述Cu2MoS4纳米管和所述牺牲剂的质量比优选为(2~10):585,更优选为(3~9): 585,更优选为(4~8):585,最优选为(5~7):585。
[0069] 本发明对所述光解水制氢的具体步骤和条件没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规光解水制氢的步骤和条件即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、催化情况以及制氢要求进行选择和调整,本发明所述光解水制氢的时间大于等于24h,更优选为大于等于26h,更优选大于等于30h,催化剂的催化性能无明显下降。
[0070] 本发明对所述光解水制氢的设备没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规光解水制氢设备即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、催化情况以及制氢要求进行选择和调整,本发明所述光解水制氢的设备优选为光解水制氢系统。
[0071] 本发明对上述Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物和Cu2MoS4纳米管光解水制氢过程中所用的Cu2MoS4纳米管没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、催化情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述Cu2MoS4纳米管优选为Cu2MoS4三元纳米材料,更优选为Cu2MoS4空心纳米管。
[0072] 本发明对所述Cu2MoS4三元纳米材料,即所述Cu2MoS4纳米管(空心纳米管)的具体长度没有特别限制,以本领域技术人员熟知的纳米管的常规长度即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述Cu2MoS4纳米管的长度优选为1~3μm,更优选为1.3~2.7μm,最优选为1.6~2.4μm。
[0073] 本发明对所述Cu2MoS4纳米管的形状(截面形状)没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述Cu2MoS4纳米管优选为方形管,即所述 Cu2MoS4纳米管的截面为方形。
[0074] 本发明对所述方形管的壁厚,即管壁厚度没有特别限制,以本领域技术人员熟知的方形纳米管的常规壁厚即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述方形管的管壁厚度优选为10~40nm,更优选为15~35nm,最优选为20~30nm。
[0075] 本发明对所述方形的边长没有特别限制,以本领域技术人员熟知的方形纳米管的常规边长大小即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述方形管的边长优选为90~120nm,更优选为85~115nm,最优选为90~110nm。
[0076] 本发明对上述Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物和Cu2MoS4纳米管光解水制氢过程中所用的Cu2MoS4纳米管的来源没有特别限制,以本领域技术人员熟知的Cu2MoS4纳米管的来源即可,可以市售购买,也可以按自行制备,本领域技术人员可以根据实际应用情况、催化情况以及产品要求进行选择和调整,本发明为保证上述两种光催化过程的稳定以及整体技术方案的完整,所述Cu2MoS4纳米管优选按照以下方法进行制备:
[0077] 本发明所述Cu2MoS4三元纳米管的制备方法,包括以下步骤:
[0078] A)将实心球状氧化亚铜、四硫代钼酸铵和水进行水热反应后,得到Cu2MoS4纳米管。
[0079] 本发明对所述Cu2MoS4三元纳米管制备过程中的选择范围和优选原则,如无特别注明,与前述Cu2MoS4三元纳米管的选择范围和优选原则均一致,在此不再一一赘述。
[0080] 本发明对所述水热反应的具体条件没有特别限制,以本领域技术人员熟知的水热反应的条件即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述水热反应的温度优选为150~170℃,更优选为153~168℃,最优选为155~165℃;所述水热反应的时间优选为2~4h,更优选为2.3~3.7h,最优选为 2.5~
3.5h。
[0081] 本发明对所述四硫代钼酸铵的加入量没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述实心球状氧化亚铜与所述四硫代钼酸铵的质量比优选为 (2~4):11,更优选为(2.3~3.8):11,最优选为(2.5~3.5):11。
[0082] 本发明对所述水的加入量没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述水与所述实心球状氧化亚铜的质量比优选为1:(1~2),更优选为1: (1.2~1.8),最优选为1:(1.4~1.6)。
[0083] 本发明对所述实心球状氧化亚铜的具体参数没有特别限制,以本领域技术人员熟知的实心球状氧化亚铜的具体参数即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述实心球状氧化亚铜的粒径优选为200~400nm,更优选为 240~360nm,最优选为280~320nm。
[0084] 本发明以实心球状氧化亚铜为模板,合成得到Cu2MoS4纳米管,所述Cu2MoS4纳米管的尺寸也因实心球状氧化亚铜尺寸的改变和变化,所以,本发明可以根据实心球状氧化亚铜的尺寸和形貌控制,实现对Cu2MoS4纳米管的尺寸和形貌控制。
[0085] 本发明对所述实心球状氧化亚铜的来源没有特别限制,以本领域技术人员熟知的实心球状氧化亚铜的制备方法制备或市售购买即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明为更好的控制整体实验过程,所述实心球状氧化亚铜的具体制备方法优选包括以下步骤:
[0086] 1)将氯化铜与聚乙烯吡咯烷酮溶于去离子水中,搅拌至全部溶解,获得氯化铜水溶液;
[0087] 所述氯化铜包括无水氯化铜和/或水合氯化铜;
[0088] 2)向上述将配制好的氯化铜水溶液中,滴加氢氧化钠溶液,搅拌混合后得到氢氧化铜胶体;
[0089] 3)将抗坏血酸溶液滴加进上述氢氧化铜胶体中,搅拌混合后,得到球状氧化亚铜溶液。
[0090] 4)将获得到球状氧化亚铜溶液静置,分离,并用水和乙醇洗涤,真空干燥,得到用于模板的实心球状氧化亚铜。
[0091] 本发明对所述聚乙烯吡咯烷酮的加入比例没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规比例即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述氯化铜与聚乙烯吡咯烷酮的质量比优选为(4.5~6.0):(24~28),更优选为 (4.8~5.7):(24.5~27.5),最优选为(5.0~5.5):(25~27)。
[0092] 本发明对所述水的加入比例没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规比例即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述氯化铜与所述水的质量比优选为(4.5~6.0):700,更优选为(4.8~5.7):700,最优选为(5.0~5.5): 700。
[0093] 本发明对所述步骤1)的混合温度没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述混合的温度优选为15~20℃,更优选为16~19℃,最优选为17~18℃。进一步的,本发明可以通过控制温度,控制最终实心球状氧化亚铜的粒径,相同的条件下,上述温度越高,合成出的氧化亚铜粒径越大。
[0094] 本发明对所述氢氧化钠的加入比例没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规比例即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述氯化铜与所述氢氧化钠的质量比优选为(4.5~6.0):25.6,更优选为(4.8~5.7):25.6,最优选为(5.0~5.5):25.6。本发明对所述氢氧化钠溶液的浓度没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规氢氧化钠溶液的浓度即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述氢氧化钠溶液的质量浓度优选为21%~27%,更优选为22%~26%,最优选为23%~25%。
[0095] 本发明对所述滴加氢氧化钠溶液的速度没有特别限制,以本领域技术人员熟知的滴加速度即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明为避免相同条件下,滴速过快,易形成不稳定的氢氧化铜胶体,而导致最终氧化亚铜形貌不均一,所述滴加氢氧化钠溶液的速度优选为0.5~2滴/秒,更优选为1~1.5滴/秒,最优选为1滴/秒。
[0096] 本发明对所述抗坏血酸的加入比例没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规比例即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述氯化铜与所述抗坏血酸的质量比优选为(4.5~6.0):(28~32),更优选为(4.8~5.7): (29~31),最优选为(5.0~5.5):30。本发明对所述抗坏血酸溶液的浓度没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规抗坏血酸溶液的浓度即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述抗坏血酸溶液的质量浓度优选为 26%~29%,更优选为26.5%~28.5%,最优选为27%~28%。
[0097] 本发明对所述滴加抗坏血酸溶液的速度没有特别限制,以本领域技术人员熟知的滴加速度即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明为避免相同条件下,滴速过快容易导致无法形成均匀球状氧化亚铜模板,低俗过慢会导致氧化亚铜粒径过大,在后期的合成中导致杂质过多,所述滴加抗坏血酸溶液的速度优选为1~4滴/秒,更优选为2~3滴/秒,最优选为3 滴/秒。
[0098] 本发明对所述洗涤和干燥等处理步骤的具体条件没有特别限制,以本领域技术人员熟知的洗涤和干燥等处理步骤的常规条件即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述分离优选为离心分离,具体离心分离的速度可以为6000rpm,离心分离的时间可以为1min。所述洗涤优选为采用水与醇交替洗涤,更优选为采用水与醇交替洗涤多次,具体可以为采用去离子水和乙醇交替洗涤六次,直至溶液变成中性。所述干燥优选为真空干燥,具体真空干燥温度可以为30℃,干燥时间可以为6h。
[0099] 本发明为提高最终产品的形貌均一和稳定,所述步骤A)具体优选为:
[0100] 将实心球状氧化亚铜、四硫代钼酸铵和水进行水热反应后,得到悬浊液,再经过后处理,得到Cu2MoS4纳米管。
[0101] 在本发明中,也可以先将氧化亚铜和四硫代钼酸铵分别溶于水中超声分散,再混合磁力搅拌均匀。更优选的,在超声的同时加入冷却水,防止超声时温度过高。
[0102] 本发明对所述后处理具体过程没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规后处理的步骤即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述后处理优选包括分离、过滤、清洗和干燥中的一种或多种,更优选为分离、过滤、清洗和干燥,最优选为清洗和干燥。
[0103] 本发明对所述清洗和干燥的具体条件没有特别限制,以本领域技术人员熟知的洗涤和干燥的常规条件即可,本领域技术人员可以根据实际实验情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整,本发明所述洗涤优选为采用水与醇交替洗涤,更优选为采用水与醇交替洗涤多次,具体可以为采用去离子水和乙醇交替洗涤六次,直至溶液变成中性,最优的,最后一次洗涤采用无水乙醇,避免水中氧气对样品产生影响,同时还可以缩短产品的干燥时间。所述干燥优选为真空干燥,具体真空干燥温度可以为60℃,干燥时间可以为6~8h。
[0104] 本发明上述步骤提供了Cu2MoS4纳米管在光催化中的应用,具体包括Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法以及Cu2MoS4纳米管光解水制氢的方法。
[0105] 本发明从纳米材料入手,创造性的将Cu2MoS4纳米管用于光催化领域中,作为光催化剂的应用,在光催化降解有机污染物甲基橙与光催化分解水制氢反应中具有良好的性能,而且本发明提供的制备方法简单,成本低,对环境无污染,用于光催化降解有机污染物甲基橙和光催化分解水产氢反应中显著提高其性能,有着巨大的发展前景和商用前景。而且本发明还优选提供了一种Cu2MoS4三元纳米材料及其制备方法,本发明采用了水热合成的方式,利用模板法,获得了形貌均一的Cu2MoS4空心纳米管。本发明提供的技术工艺简单,过程可控,条件温和,获得Cu2MoS4纳米管可以稳定保存,使用水热的方法获得的材料产率高,而且本发明获得的Cu2MoS4纳米管不含有任何有毒物质,绿色环保,在实验过程中对环境不产生影响,所产生的废液处理简单,适合实现规模化生产。
[0106] 实验结果表明,本发明将Cu2MoS4纳米管作为光催化剂,用于光催化降解有机污染物和光解水制备氢气中,有机污染物降解彻底,降解速度快,而且循环稳定性好,制备氢气的产率高,稳定性好。
[0107] 同时本发明提供的Cu2MoS4纳米材料的制备方法,以实心球状氧化亚铜为模板,诱导制备了空心Cu2MoS4纳米管,形貌均匀,尺寸均一,具有规则的纳米方形管形状,纳米管长度为1~3μm,壁厚为 10~40nm。
[0108] 为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的 Cu2MoS4纳米管在光催化中的应用进行详细描述,但是应当理解,这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制,本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
[0109] 实施例1
[0110] a.将4.5g二水合氯化铜和24g聚乙烯吡咯烷酮溶于700ml去离子水中,磁力搅拌至完全溶解。
[0111] b.将25.6g氢氧化钠溶于80ml去离子水中,待全部溶解后以1滴 /秒的滴速加入步骤a中溶液。
[0112] c.将28g抗坏血酸溶于80ml去离子水中,待完全溶解以3滴/秒的滴速加入步骤b中胶体。
[0113] d.将d中所获氧化亚铜用去离子水和乙醇交替洗涤六次,再30℃下真空干燥6h,得到用于进一步实验的模板氧化亚铜。
[0114] e.将28mg氧化亚铜溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散得到获得分布的氧化亚铜胶体,即实心球状的氧化亚铜。
[0115] 对本发明实施例1制备的实心球状的氧化亚铜进行表征。
[0116] 参见图1,图1为本发明实施例1制备的实心球状的氧化亚铜的扫描电镜照片。由图1可以看出,本发明制备的实心球状的氧化亚铜形貌规则,尺寸均一,粒径在200~300nm之间。
[0117] f.将105mg四硫代钼酸铵溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散获得均匀分布的四硫代钼酸铵溶液。
[0118] g.将四硫代钼酸铵溶液和氧化亚铜胶体混合,磁力搅拌30min得到深褐色前驱体溶液。
[0119] h.将步骤g得到的溶液加入高温反应釜中,在160℃反应3h,反应结束后将得到的Cu2MoS4纳米管用去离子水和无水乙醇反复清洗至中性。
[0120] i.将步骤h得到的产物在60℃下真空干燥6小时,得到Cu2MoS4纳米管粉末。
[0121] 对本发明实施例1制备的Cu2MoS4纳米管进行表征。
[0122] 参见图2,图2为本发明实施例1制备的Cu2MoS4纳米管的外观照片。由图2可知,本发明制备的Cu2MoS4纳米管具有一价铜氧化物鲜红色的颜色外观。
[0123] 参见图3,图3为本发明实施例1制备的Cu2MoS4纳米管的扫描电镜照片。由图3可知,本发明制备的Cu2MoS4纳米管的管状为方形管,形貌均一,长度均匀,长度尺寸在1~3μm之间。
[0124] 参见图4,图4为本发明实施例1制备的Cu2MoS4纳米管的透射电镜照片。由图4可知,方形纳米管壁厚度为10~40nm,边长为 90~120nm,纳米管边缘处与中间处衬度相差大,由此可以证明样品的空心纳米管结构。
[0125] 参见图5,图5为本发明实施例1制备的Cu2MoS4纳米管X射线衍射图。由图5可知,所得到的纳米管为I-Cu2MoS4,对其衍射峰进行标定如图所示,样品具有良好的结晶度。
[0126] 实施例2
[0127] a.将6.0g二水合氯化铜和24g聚乙烯吡咯烷酮溶于700ml去离子水中,磁力搅拌至完全溶解。
[0128] b.将25.6g氢氧化钠溶于80ml去离子水中,待全部溶解后以1滴 /秒的滴速加入步骤a中溶液。
[0129] c.将28g抗坏血酸溶于80ml去离子水中,待完全溶解以3滴/秒的滴速加入步骤b中胶体。
[0130] d.将d中所获氧化亚铜用去离子水和乙醇交替洗涤六次,再30℃下真空干燥6h,得到用于进一步实验的模板氧化亚铜。
[0131] e.将28mg氧化亚铜溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散得到获得分布的氧化亚铜胶体,即实心球状的氧化亚铜。
[0132] 对本发明实施例2制备的实心球状的氧化亚铜进行表征。
[0133] 本发明制备的实心球状的氧化亚铜形貌规则,尺寸均一,粒径在 300~400nm之间。
[0134] f.将105mg四硫代钼酸铵溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散获得均匀分布的四硫代钼酸铵溶液。
[0135] g.将四硫代钼酸铵溶液和氧化亚铜胶体混合,磁力搅拌30min得到深褐色前驱体溶液。
[0136] h.将步骤g得到的溶液加入高温反应釜中,在160℃反应3h,反应结束后将得到的Cu2MoS4纳米管用去离子水和无水乙醇反复清洗至中性。
[0137] i.将步骤h得到的产物在60℃下真空干燥6小时,得到Cu2MoS4纳米管粉末。
[0138] 对本发明实施例2制备的Cu2MoS4纳米管进行表征。
[0139] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管具有一价铜氧化物鲜红色的颜色外观。
[0140] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管的管状为方形管,形貌均一,长度均匀,长度尺寸在1~3μm之间。
[0141] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管的管状为方形管,形貌均一,方形纳米管管壁厚度为10~40nm,边长为100~120nm。
[0142] 实施例3
[0143] a.将4.5g二水合氯化铜和24g聚乙烯吡咯烷酮溶于700ml去离子水中,磁力搅拌至完全溶解。
[0144] b.将25.6g氢氧化钠溶于80ml去离子水中,待全部溶解后以1滴 /秒的滴速加入步骤a中溶液。
[0145] c.将28g抗坏血酸溶于80ml去离子水中,待完全溶解以3滴/秒的滴速加入步骤b中胶体。
[0146] d.将d中所获氧化亚铜用去离子水和乙醇交替洗涤六次,再30℃下真空干燥6h,得到用于进一步实验的模板氧化亚铜。
[0147] e.将30mg氧化亚铜溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散得到获得分布的氧化亚铜胶体,即实心球状的氧化亚铜。
[0148] 对本发明实施例3制备的实心球状的氧化亚铜进行表征。
[0149] 本发明制备的实心球状的氧化亚铜形貌规则,尺寸均一,粒径在 200~300nm之间。
[0150] f.将105mg四硫代钼酸铵溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散获得均匀分布的四硫代钼酸铵溶液。
[0151] g.将四硫代钼酸铵溶液和氧化亚铜胶体混合,磁力搅拌30min得到深褐色前驱体溶液。
[0152] h.将步骤g得到的溶液加入高温反应釜中,在160℃反应3h,反应结束后将得到的Cu2MoS4纳米管用去离子水和无水乙醇反复清洗至中性。
[0153] i.将步骤h得到的产物在60℃下真空干燥6小时,得到Cu2MoS4纳米管粉末。
[0154] 对本发明实施例3制备的Cu2MoS4纳米管进行表征。
[0155] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管具有一价铜氧化物鲜红色的颜色外观。
[0156] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管的管状为方形管,形貌均一,长度均匀,长度尺寸在1.5~2.5μm之间。
[0157] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管的管状为方形管,形貌均一,方形纳米管管壁厚度为10~40nm,边长为110~120nm。
[0158] 实施例4
[0159] a.将4.5g二水合氯化铜和24g聚乙烯吡咯烷酮溶于700ml去离子水中,磁力搅拌至完全溶解。
[0160] b.将25.6g氢氧化钠溶于80ml去离子水中,待全部溶解后以1滴 /秒的滴速加入步骤a中溶液。
[0161] c.将28g抗坏血酸溶于80ml去离子水中,待完全溶解以3滴/秒的滴速加入步骤b中胶体。
[0162] d.将d中所获氧化亚铜用去离子水和乙醇交替洗涤六次,再30℃下真空干燥6h,得到用于进一步实验的模板氧化亚铜。
[0163] e.将30mg氧化亚铜溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散得到获得分布的氧化亚铜胶体,即实心球状的氧化亚铜。
[0164] 对本发明实施例4制备的实心球状的氧化亚铜进行表征。
[0165] 本发明制备的实心球状的氧化亚铜形貌规则,尺寸均一,粒径在 200~300nm之间。
[0166] f.将110mg四硫代钼酸铵溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散获得均匀分布的四硫代钼酸铵溶液。
[0167] g.将四硫代钼酸铵溶液和氧化亚铜胶体混合,磁力搅拌30min得到深褐色前驱体溶液。
[0168] h.将步骤g得到的溶液加入高温反应釜中,在160℃反应3h,反应结束后将得到的Cu2MoS4纳米管用去离子水和无水乙醇反复清洗至中性。
[0169] i.将步骤h得到的产物在60℃下真空干燥6小时,得到Cu2MoS4纳米管粉末。
[0170] 对本发明实施例4制备的Cu2MoS4纳米管进行表征。
[0171] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管具有一价铜氧化物鲜红色的颜色外观。
[0172] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管的管状为方形管,形貌均一,长度均匀,长度尺寸在1~2.5μm之间。
[0173] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管的管状为方形管,形貌均一,方形纳米管管壁厚度为10~40nm,边长为110~120nm。
[0174] 实施例5
[0175] a.将4.5g二水合氯化铜和24g聚乙烯吡咯烷酮溶于700ml去离子水中,磁力搅拌至完全溶解。
[0176] b.将25.6g氢氧化钠溶于80ml去离子水中,待全部溶解后以1滴 /秒的滴速加入步骤a中溶液。
[0177] c.将28g抗坏血酸溶于80ml去离子水中,待完全溶解以3滴/秒的滴速加入步骤b中胶体。
[0178] d.将d中所获氧化亚铜用去离子水和乙醇交替洗涤六次,再30℃下真空干燥6h,得到用于进一步实验的模板氧化亚铜。
[0179] e.将30mg氧化亚铜溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散得到获得分布的氧化亚铜胶体,即实心球状的氧化亚铜。
[0180] 对本发明实施例5制备的实心球状的氧化亚铜进行表征。
[0181] 本发明制备的实心球状的氧化亚铜形貌规则,尺寸均一,粒径在 200~300nm之间。
[0182] f.将110mg四硫代钼酸铵溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散获得均匀分布的四硫代钼酸铵溶液。
[0183] g.将四硫代钼酸铵溶液和氧化亚铜胶体混合,磁力搅拌30min得到深褐色前驱体溶液。
[0184] h.将步骤g得到的溶液加入高温反应釜中,在155℃反应3h,反应结束后将得到的Cu2MoS4纳米管用去离子水和无水乙醇反复清洗至中性。
[0185] i.将步骤h得到的产物在60℃下真空干燥6小时,得到Cu2MoS4纳米管粉末。
[0186] 对本发明实施例5制备的Cu2MoS4纳米管进行表征。
[0187] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管具有一价铜氧化物鲜红色的颜色外观。
[0188] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管的管状为方形管,形貌均一,长度均匀,长度尺寸在2~2.7μm之间。
[0189] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管的管状为方形管,形貌均一,方形纳米管管壁厚度为10~40nm,边长为100~120nm。
[0190] 实施例6
[0191] a.将4.5g二水合氯化铜和24g聚乙烯吡咯烷酮溶于700ml去离子水中,磁力搅拌至完全溶解。
[0192] b.将25.6g氢氧化钠溶于80ml去离子水中,待全部溶解后以1滴 /秒的滴速加入步骤a中溶液。
[0193] c.将28g抗坏血酸溶于80ml去离子水中,待完全溶解以3滴/秒的滴速加入步骤b中胶体。
[0194] d.将d中所获氧化亚铜用去离子水和乙醇交替洗涤六次,再30℃下真空干燥6h,得到用于进一步实验的模板氧化亚铜。
[0195] e.将30mg氧化亚铜溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散得到获得分布的氧化亚铜胶体,即实心球状的氧化亚铜。
[0196] 对本发明实施例6制备的实心球状的氧化亚铜进行表征。
[0197] 本发明制备的实心球状的氧化亚铜形貌规则,尺寸均一,粒径在 200~300nm之间。
[0198] f.将110mg四硫代钼酸铵溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散获得均匀分布的四硫代钼酸铵溶液。
[0199] g.将四硫代钼酸铵溶液和氧化亚铜胶体混合,磁力搅拌30min得到深褐色前驱体溶液。
[0200] h.将步骤g得到的溶液加入高温反应釜中,在170℃反应3h,反应结束后将得到的Cu2MoS4纳米管用去离子水和无水乙醇反复清洗至中性。
[0201] i.将步骤h得到的产物在60℃下真空干燥6小时,得到Cu2MoS4纳米管粉末。
[0202] 对本发明实施例6制备的Cu2MoS4纳米管进行表征。
[0203] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管具有一价铜氧化物鲜红色的颜色外观。
[0204] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管的管状为方形管,形貌均一,长度均匀,长度尺寸在2.5~3μm之间。
[0205] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管的管状为方形管,形貌均一,方形纳米管管壁厚度为10~40nm,边长为110~120nm。
[0206] 实施例7
[0207] a.将4.5g二水合氯化铜和24g聚乙烯吡咯烷酮溶于700ml去离子水中,磁力搅拌至完全溶解。
[0208] b.将25.6g氢氧化钠溶于80ml去离子水中,待全部溶解后以1滴 /秒的滴速加入步骤a中溶液。
[0209] c.将28g抗坏血酸溶于80ml去离子水中,待完全溶解以3滴/秒的滴速加入步骤b中胶体。
[0210] d.将d中所获氧化亚铜用去离子水和乙醇交替洗涤六次,再30℃下真空干燥6h,得到用于进一步实验的模板氧化亚铜。
[0211] e.将30mg氧化亚铜溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散得到获得分布的氧化亚铜胶体,即实心球状的氧化亚铜。
[0212] 对本发明实施例7制备的实心球状的氧化亚铜进行表征。
[0213] 本发明制备的实心球状的氧化亚铜形貌规则,尺寸均一,粒径在 200~300nm之间。
[0214] f.将110mg四硫代钼酸铵溶于10ml去离子水中,通过磁力搅拌和超声分散获得均匀分布的四硫代钼酸铵溶液。
[0215] g.将四硫代钼酸铵溶液和氧化亚铜胶体混合,磁力搅拌30min得到深褐色前驱体溶液。
[0216] h.将步骤g得到的溶液加入高温反应釜中,在160℃反应4h,反应结束后将得到的Cu2MoS4纳米管用去离子水和无水乙醇反复清洗至中性。
[0217] i.将步骤h得到的产物在60℃下真空干燥6小时,得到Cu2MoS4纳米管粉末。
[0218] 对本发明实施例7制备的Cu2MoS4纳米管进行表征。
[0219] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管具有一价铜氧化物鲜红色的颜色外观。
[0220] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管的管状为方形管,形貌均一,长度均匀,长度尺寸在2.8~3μm之间。
[0221] 本发明制备的Cu2MoS4纳米管的管状为方形管,形貌均一,方形纳米管管壁厚度为10~40nm,边长为115~120nm。
[0222] 实施例8
[0223] Cu2MoS4纳米管用于光降解甲基橙
[0224] a.将30mg实心球状氧化亚铜与110mg四硫代钼酸铵溶于20ml 水中,通过磁力搅拌和超声分散均匀分布在一起并搅拌30min得到深褐色前驱体溶液;
[0225] b.将步骤a得到的溶液加入高温反应釜中,在160℃反应3h,反应结束后将得到的Cu2MoS4纳米管用去离子水和无水乙醇反复清洗至中性。
[0226] c.将步骤b得到的产物在60℃下真空干燥6小时,得到Cu2MoS4纳米管粉末。
[0227] d.取20mg Cu2MoS4纳米管溶于浓度为15mg/L的甲基橙溶液中,用铝箔包裹后经磁力搅拌和超声分散避光混合30min,避免因吸附作用导致的性能差异;
[0228] e.将光催化反应器在25℃循环水浴,利用氙灯光源作为太阳光模拟器,每2min取5ml反应液;
[0229] f.将步骤e中液体离心两次,取上层清液利用紫外可见分光光度计测试甲基橙含量;
[0230] g.将步骤f中Cu2MoS4纳米管离心收集干燥,而后按照步骤d和步骤e进行循环稳定性测试。
[0231] 对本发明实施例8的应用测试的性能进行表征。
[0232] 参见图6,图6为本发明实施例8制备的Cu2MoS4纳米管材料光降解甲基橙的循环测试图。
[0233] 由图6可知,本发明使用的Cu2MoS4纳米管在降解过程中,首次全部降解用时10min。其中,C为降解后浓度,C0为降解前的初始浓度,在本领域中,C/C0小于等于0.05,即可认为降解完全或完全降解。
[0234] 本发明使用的Cu2MoS4纳米管在降解过程中,降解反应重复5次后性能无明显下降,表明Cu2MoS4纳米管在光催化降解甲基橙过程中具有良好的稳定性和重复性。
[0235] 实施例9
[0236] Cu2MoS4纳米管用于光催化产氢
[0237] a.将30mg实心球状氧化亚铜与110mg四硫代钼酸铵溶于20ml 水中,通过磁力搅拌和超声分散均匀分布在一起并搅拌30min得到深褐色前驱体溶液;
[0238] b.将步骤a得到的溶液加入高温反应釜中,在160℃反应3h,反应结束后将得到的Cu2MoS4纳米管用去离子水和无水乙醇反复清洗至中性。
[0239] c.将步骤b得到的产物在60℃下真空干燥6小时,得到Cu2MoS4纳米管粉末。
[0240] d.取20mg Cu2MoS4纳米管溶于100ml含牺牲剂的水中(牺牲剂浓度:硫化钠0.35mol/l,亚硫酸钠0.25mol/l),后经磁力搅拌和超声分散均匀;
[0241] e.将步骤d中反应器接入光解水系统中,按照测试标准流程进行测试,每2h取一个数据;
[0242] f.对步骤e中样品持续测试,进行循环稳定性测试。
[0243] 对本发明实施例9的应用测试的性能进行表征。
[0244] 参见图7,图7为本发明实施例9制备的Cu2MoS4纳米管材料光解水产氢的循环测试图。
[0245] 由图7可知,本发明使用的Cu2MoS4纳米管在光解水产氢过程中,反应24h后性能无明显下降,表明Cu2MoS4纳米管在光解水产氢过程中具有良好的稳定性和重复性。
[0246] 以上对本发明提供的一种Cu2MoS4纳米管光催化降解有机污染物的方法和Cu2MoS4纳米管光解水的方法进行了详细的介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想,包括最佳方式,并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明,包括制造和使用任何装置或系统,和实施任何结合的方法。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定,并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素,或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素,那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。
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