一种双功能MoS2/ZnO复合材料的制备方法与流程

本发明属于双功能材料制备领域，具体涉及一种兼具光催化和表面增强拉曼性能的双功能mos2/zno复合材料的制备方法。

背景技术：

亚甲基蓝是一种常用的染料，广泛存在于工业生产废水中，对生态环境造成严重污染和破坏，同时对人和动物都会造成严重的危害，可引起恶心、腹痛、心前区痛、眩晕、头痛、出汗和神志不清等不良反应。所以，含亚甲基蓝染料的废水是目前水处理技术上面临的难题。

当前常用的处理方法有物理法、生物法和化学法。物理法是通过物理作用处理含亚甲基蓝废水中不溶解悬浮态污染物的方法，这一类方法过程简单但操作成本高，而且在处理含低浓度亚甲基蓝废水时效果差；生物法受制于ph值、温度、微生物活性及染料毒性等因素，加之污泥膨胀、聚胶团易解体等原因，使得生物法在处理较高浓度亚甲基蓝废水时效果不够理想；化学法一般成本高，易引入杂质产生二次污染。而光催化降解法是一种高级氧化法，在太阳光的照射下能有效降解亚甲基蓝，且光催化材料可回收再利用，成本低，不会残留在废水中对环境造成二次污染。然而，含亚甲基蓝的废水通常呈碱性，在现有的光催化处理方法中，大多数的光催化材料仅在酸性条件下才能降解亚甲基蓝。因此，开发对亚甲基蓝有高效降解效果的新型光催化材料倍受广大科研工作者的关注，利用光催化材料处理亚甲基蓝具有重要意义。

双酚a（bpa）在生活中广泛用于饮料的包装、奶瓶、水瓶、牙齿填充物所用的密封胶、眼镜片以及其他数百种日用品的制造过程中，成为人们经常能接触到的物质。因此，其安全性问题成为了公众的关注的焦点，有资料显示双酚a具有一定的胚胎毒性和致畸性，可明显增加动物卵巢癌、前列腺癌、等癌症白血病的发生。即使是微量的bpa进入人体也会扰乱人体代谢过程，导致心血管疾病、免疫功能缺陷、繁殖能力受损等各种疾病。因此，研究一种简便、快速、灵敏、廉价的双酚a检测方案势在必行。

本发明将mos2与zno复合即zno纳米颗粒包覆mos2纳米花，利用mos2/zno纳米复合材料的大的比表面积可以提高染料分子和探针分子的吸附能力，导致更多的目标分子吸附在本发明的目标产品上。此外，mos2/zno中异质结的存在改善了电子-空穴对的分离，提高了光催化性能和表面增强拉曼性能。40分钟后mb的降解率达到了97%，bpa的检测限为1×10^-9m优于目前文献报道的最低值。本发明具有操作简单、制备周期短、成本低、降解效率高等优点，同时兼具有光催化和表面增强拉曼性能，在环境检测和食品安全等领域将会有更广泛的应用。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的缺点和不足，提供一种双功能mos2/zno复合材料的制备方法。本发明操作工艺简单、成本低、重现性好，而且获得的拉曼增强信号灵敏度高、稳定性好，在制备复合材料领域具有重要研究价值和良好的应用前景，而且利用该方法制备的mos2/zno复合材料对mb有非常好的光催化效果还能实现对bpa痕量检测。

本发明的目的是这样实现的，制备该mos2/zno复合材料所采用的原料及其重量配比如下：

钼酸钠（0.5000g）

硫脲（0.7000g）

一水合柠檬酸（0.5000g）

氯化锌（0.2136g）

氢氧化钠（0.3755g）

六水硝酸锌（0.3720g）

六次甲基四胺（0.0883g）

氨水（2ml）

本发明制备方法的具体步骤是（如附图1所示）：

①、mos2制备：称量0.5000g钼酸钠，0.7000g硫脲，混入装有70ml去离子水的烧杯中，密封，用磁力搅拌器搅拌25min，然后加入0.5000g一水合柠檬酸，搅拌20min后，移入高温反应釜中，转移至240℃干燥箱中保温24h后，待冷却到室温后收集黑色沉淀物，用去离子水和酒精分别离心洗涤三次黑色沉淀物，将收集到的沉淀物放在60℃干燥箱干燥6h，最后收集得到的黑色粉末即为mos2。

②、mos2/zno制备：称量0.3720g六水硝酸锌，0.0883g六次甲基四胺和0.2000g步骤①中制备好的mos2混入装有50ml去离子水的烧杯中，再量取2ml氨水混入溶液中，密封，用磁力搅拌器搅拌20min，将该溶液放入60℃水浴锅内，使水浴锅内水面高于溶液面，反应时间为3h；并用去离子水和乙醇反复洗涤三次，放入干燥箱中60℃干燥6h，最后收集到的灰黑色粉末即为mos2/zno。

本发明的优点和积极效果：

1．本发明的制备方法简单、成本低、在未经煅烧的条件下就可以获得性能优异的双功能mos2/zno复合材料，且本发明的目标产品具有良好的光催化性能，取0.03gmos2/zno放入30ml亚甲基蓝溶液（30mg/l）中，在可见光照射40min后，亚甲基蓝的降解率达到97%（如附图2所示），为了对比光催化效果，我们测试了纯的mos2和zno的催化率仅为43.8%和27.1%，所以本发明的目标产品在实际亚甲基蓝废水处理中具有很好的应用前景。

2.本发明的目标产品mos2/zno复合材料作为sers基底，对bpa具有很高的灵敏性，可以实现bpa的痕量检测，检测限可达1×10^-9m（如附图3所示），而且具有环保、经济、便捷、操作简单等优点，无论在实验范围亦或实际应用方面都有很重要的科学价值和意义。

3.本发明的目标产品既具有光催化性能降解染料还可作为sers基底探测低浓度的bpa，而且这种双功能材料不需要高温煅烧，制备工艺简单，有利于大规模生产，为今后的实际应用打下了坚实的基础，在化学、材料科学及生物物理等方面有广阔的应用前景。目前还没有该双功能材料的相关文献报道。

附图说明

图1是本发明目标产品mos2/zno的制备流程图。

图2是本发明目标产品mos2/zno、mos2和zno对mb可见光降解性能对比图。

图3是bpa吸附到本发明目标产品mos2/zno表面的sers图。

具体实施方式

本发明所需的原料如下：

钼酸钠（na2moo4·2h2o，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）为分析纯；

硫脲（ch4n2s，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）为分析纯；

一水合柠檬酸（c6h8o7·h2o，沈阳国药集团化学试剂有限公司）为分析纯；

氯化锌（zncl2，沈阳国药集团化学试剂有限公司）为分析纯；

氢氧化钠（naoh，沈阳国药集团化学试剂有限公司）为分析纯；

六水合硝酸锌（zn(no3)2·6h2o，沈阳国药集团化学试剂有限公司）为分析纯；

六次甲基四胺（c6h12n4，天津市致远化学试剂有限公司）为分析纯；

氨水（nh3，上海国药集团化学试剂有限公司）为分析纯。

如附图1所示：制备该mos2/zno复合材料所采用的原料及其重量配比如下：

钼酸钠（0.5000g）

硫脲（0.7000g）

一水合柠檬酸（0.5000g）

氯化锌（0.2136g）

氢氧化钠（0.3755g）

六水硝酸锌（0.3720g）

六次甲基四胺（0.0883g）

氨水（2ml）

本发明制备方法的具体步骤是：

①、mos2制备：称量0.5000g钼酸钠，0.7000g硫脲，混入装有70ml去离子水的烧杯中，密封，用磁力搅拌器搅拌25min，然后加入0.5000g一水合柠檬酸，搅拌20min后，移入高温反应釜中，转移至240℃干燥箱中保温24h后，待冷却到室温后收集黑色沉淀物，用去离子水和酒精分别离心洗涤三次黑色沉淀物，将收集到的沉淀物放在60℃干燥箱干燥6h，最后收集得到的黑色粉末即为mos2。

②、mos2/zno制备：称量0.3720g六水硝酸锌，0.0883g六次甲基四胺和0.2000g步骤①中制备好的mos2混入装有50ml去离子水的烧杯中，再量取2ml氨水混入溶液中，密封，用磁力搅拌器搅拌20min，将该溶液放入60℃水浴锅内，使水浴锅内水面高于溶液面，反应时间为3h；并用去离子水和乙醇反复洗涤三次，放入干燥箱中60℃干燥6h，最后收集到的灰黑色粉末即为本发明目标产品mos2/zno。

本发明的目标产品具有良好的光催化性能，取0.03gmos2/zno放入30ml亚甲基蓝溶液（30mg/l）中，在可见光照射40min后，亚甲基蓝的降解率达到97%（如附图2所示），为了对比光催化效果，申请人测试了纯的mos2和zno的催化率仅为43.8%和27.1%，所以本发明的目标产品在实际亚甲基蓝废水处理中具有很好的应用前景。

本发明的目标产品mos2/zno复合材料作为sers基底，对bpa具有很高的灵敏性，可以实现bpa的痕量检测，检测限可达1×10^-9m（如附图3所示），而且具有环保、经济、便捷、操作简单等优点，无论在实验范围亦或实际应用方面都有很重要的科学价值和意义。