CN106238072A - 硫化钴光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
硫化钴光催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106238072A CN106238072A CN201610617806.4A CN201610617806A CN106238072A CN 106238072 A CN106238072 A CN 106238072A CN 201610617806 A CN201610617806 A CN 201610617806A CN 106238072 A CN106238072 A CN 106238072A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cobalt sulfide
- photocatalyst
- sulfide photocatalyst
- waste water
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 80
- INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+);sulfide Chemical compound [S-2].[Co+2] INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 70
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 claims abstract description 12
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 11
- 229940097267 cobaltous chloride Drugs 0.000 claims abstract description 11
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 claims description 27
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 239000010919 dye waste Substances 0.000 claims description 6
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 241001062009 Indigofera Species 0.000 claims description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 2
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 claims description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims 1
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 14
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 14
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 3
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- VRRFSFYSLSPWQY-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenecobalt Chemical class [Co]=S VRRFSFYSLSPWQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000031320 Teratogenesis Diseases 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- MCPLVIGCWWTHFH-UHFFFAOYSA-L methyl blue Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC(S(=O)(=O)[O-])=CC=C1NC1=CC=C(C(=C2C=CC(C=C2)=[NH+]C=2C=CC(=CC=2)S([O-])(=O)=O)C=2C=CC(NC=3C=CC(=CC=3)S([O-])(=O)=O)=CC=2)C=C1 MCPLVIGCWWTHFH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/04—Sulfides
- B01J27/043—Sulfides with iron group metals or platinum group metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G51/00—Compounds of cobalt
- C01G51/30—Sulfides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
- C01P2006/64—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values b* (yellow-blue axis)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/40—Organic compounds containing sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种硫化钴光催化剂,硫化钴光催化剂的化学式为Co2.67S4;其制备方法包括以下步骤:将氯化钴和硫化钠加入乙二醇中混合均匀,得到混合溶液;将混合溶液进行加热反应,得到硫化钴光催化剂。本发明的硫化钴光催化剂具有全光谱响应,光催化效率高,可应用于催化降解染料废水。
Description
技术领域
本发明属于光催化技术领域,涉及一种硫化钴光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
最近几十年来,现代工业发展迅猛,因此全球所面临的能源危机和环境污染十分严峻。其中,染料废水具有水量大、色度深、有机污染物含量高、成分复杂、酸碱性强、抗氧化性强、难生物降解、生物毒性大等特点,而且含有多种导致“三致”(致癌、致畸、致突变)性能的有机物。这些染料废水直排,不仅会恶化水质、土质,还威胁到水生物和人类的健康和安全。因此,如何高效控制染料废水污染己成为环境工作者致力研究的重大任务。
自1972年Fujishima 等发现了TiO2光催化阵解水以来,光催化技术己成为热点的研究领域。目前,这一领域的研究重点主要集中在环境治理方面,由于具有能降解绝大多数有机污染物且无二次污染、反应条件温和等优点,光催化技术成为前景较为看好的环境污染治理技术。在光催化领域,TiO2的应用非常广泛,但它仅在紫外光范围有响应,对可见光的利用效率低,虽然改性后的TiO2具有一定的可见光活性,但仍不能令人满意。如:有机染料光敏化的有机染料本身会发生降解等光化学反应,而贵金属沉积价格昂贵且易发生中毒而失活。因此,开发新型可见光催化剂,拓展太阳光吸收的波长范围,提高太阳能利用率,成为目前光催化研究的热点方向。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种全光谱响应、光催化效率高的硫化钴光催化剂,还提供了一种制备工艺设备简单、操作方便、反应条件温和、能耗小、周期短、成本低的硫化钴光催化剂的制备方法及该硫化钴光催化剂在降解染料废水中的应用。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种硫化钴光催化剂,所述硫化钴光催化剂的化学式为Co2.67S4。
上述的硫化钴光催化剂中,优选的,所述硫化钴光催化剂的晶粒尺寸为5nm~20nm。
作为一个总的技术构思,本发明还提供了一种上述的硫化钴光催化剂的制备方法,包括以下步骤:将氯化钴和硫化钠加入乙二醇中混合均匀,得到混合溶液;将所述混合溶液进行加热反应,得到硫化钴光催化剂。
上述的硫化钴光催化剂的制备方法中,优选的,所述氯化钴和所述硫化钠的摩尔比为1∶2~3。
上述的硫化钴光催化剂的制备方法中,优选的,所述氯化钴与所述乙二醇的用量比为1mmol∶40mL~50mL。
上述的硫化钴光催化剂的制备方法中,优选的,所述加热反应的温度为150℃~200℃,时间为20h~26h。
作为一个总的技术构思,本发明还提供了一种上述的硫化钴光催化剂或上述的硫化钴光催化剂的制备方法制得的硫化钴光催化剂在降解染料废水中的应用。
上述的应用中,优选的,包括以下步骤:将所述硫化钴光催化剂加入到染料废水中,先在无光条件下搅拌使所述硫化钴光催化剂和染料废水达到吸附-解吸平衡,然后在光照条件下进行光催化降解,完成对亚甲基蓝废水的降解;所述硫化钴光催化剂与所述染料废水的质量体积比为1 mg∶1mL~2mL。
上述的应用中,优选的,所述染料废水为亚甲基蓝废水;所述亚甲基蓝废水中亚甲基蓝的浓度为10mg/L~20mg/L。
上述的应用中,优选的,所述搅拌的时间为1h~2h;所述光催化降解的时间为60min~120min。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明提供了一种硫化钴光催化剂,化学式为Co2.67S4,晶粒尺寸为5nm~20nm。当硫化钴光催化剂中硫、钴的原子比2.67∶4时,具有全光谱响应特性,能在紫外光、可见光、近红外光下光催化降解有机污染物,解决了现有技术中硫化钴类的材料在近红外光下均没有响应的缺陷。并且本发明的Co2.67S4在可见光下对有机污染物的降解效率也相较于其他硫化钴类材料要高,具有明显的优势。
2、本发明还提供了一种硫化钴光催化剂的制备方法,以氯化钴、硫化钠、乙二醇为主要原料,采用一步溶剂热法制备新型硫化钴纳米粒,具有制备工艺设备简单、操作方便、反应条件温和、能耗小、周期短、成本低等优点。
3、本发明还提供了一种硫化钴光催化剂在降解染料废水中的应用,可在紫外光、可见光、近红外光下光催化降解染料污染物,具有简单、高效、绿色、经济、环保等优点。以亚甲基蓝为例,采用本发明的硫化钴光催化剂进行光催化降解,其在紫外光下的降解率高达64%,在可见光下的降解率高达84%,在近红外光下的降解率高达68%,可见,本发明在紫外光、可见光、近红外光下均能对亚甲基蓝进行光催化降解,且取得了较好的光催化降解效果。
附图说明
图1为本发明实施例2中制得的全光谱响应的光催化剂Co2.67S4的XRD图。
图2为本发明实施例2中制得的全光谱响应的光催化剂Co2.67S4的紫外可见近红外漫反射图。
图3为本发明实施例4中全光谱响应的光催化剂Co2.67S4在紫外光下对亚甲基蓝的降解效果图。
图4为本发明实施例5中全光谱响应的光催化剂Co2.67S4在可见光下对亚甲基蓝的降解效果图。
图5为本发明实施例6中全光谱响应的光催化剂Co2.67S4在近红外光下对亚甲基蓝的降解效果图。
图6为本发明实施例1~3中的全光谱响应的光催化剂Co2.67S4对亚甲基蓝的降解效果图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述,但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
实施例1:
一种本发明的硫化钴光催化剂,该硫化钴光催化剂的化学式为Co2.67S4,其晶粒尺寸为5nm~20nm。
一种上述本实施例的硫化钴光催化剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)将1mmol的氯化钴加入40mL乙二醇中,充分搅拌使其完全溶解,然后加入2.2mmol的硫化钠,充分搅拌使其混合均匀,得到混合溶液。
(2)将步骤(1)中的混合溶液移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中,密封加热,在150℃的条件下反应24小时,然后将反应釜自然冷却至室温,将反应釜中的黑色沉淀进行离心、洗涤,并在60℃下干燥12h,得到全光谱响应的光催化剂Co2.67S4,即为本发明的硫化钴光催化剂。
实施例2:
一种本发明的硫化钴光催化剂,该硫化钴光催化剂的化学式为Co2.67S4,其晶粒尺寸为5nm~20nm。
一种上述本实施例的硫化钴光催化剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)将1mmol的氯化钴加入40mL乙二醇中,充分搅拌使其完全溶解,然后加入2.2mmol的硫化钠,充分搅拌使其混合均匀,得到混合溶液。
(2)将步骤(1)中的混合溶液移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中,密封加热,在180℃条件下反应24小时,然后将反应釜自然冷却至室温,将反应釜中的黑色沉淀进行离心、洗涤,并在60℃下干燥12h,得到全光谱响应的光催化剂Co2.67S4,即为本发明的硫化钴光催化剂。
图1为本实施例中制得的全光谱响应的光催化剂Co2.67S4的XRD图。由图1可知,本发明制备的材料的衍射峰与PDF#97-010-9368相吻合,也就是说本产品为Co2.67S4。而且其中四个衍射峰对应的衍射角为2θ=31.4°,38.1°,50.2°和55.0°,分别对应的为Co2.67S4的四个晶面(311),(400),(511)和(440)。
图2为本实施例中制得的全光谱响应的光催化剂Co2.67S4的紫外可见近红外漫反射图。由图2可知,Co2.67S4的光响应范围为240nm~2200nm,也就是说在全光谱下有响应。
实施例3:
一种本发明的硫化钴光催化剂,该硫化钴光催化剂的化学式为Co2.67S4,其晶粒尺寸为5nm~20nm。
一种上述本实施例的硫化钴光催化剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)将1mmol的氯化钴加入40mL乙二醇中,充分搅拌使其完全溶解,然后加入2.2mmol的硫化钠,充分搅拌使其混合均匀,得到混合溶液。
(2)将步骤(1)中的混合溶液移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中,密封加热,在200℃条件下反应24小时,然后将反应釜自然冷却至室温,将反应釜中的黑色沉淀进行离心、洗涤,并在60℃下干燥12h,得到全光谱响应的光催化剂Co2.67S4,即为本发明的硫化钴光催化剂。
实施例4:
一种本发明的硫化钴光催化剂在降解染料废水中的应用,包括以下步骤:
称取50mg本发明实施例2制备的硫化钴光催化剂,加入至100mL浓度为10mg/L亚甲基蓝溶液中,避光搅拌1h后,然后在波长小于400nm的紫外光下进行光催化降解60min,完成对亚甲基溶液的降解。
本实施例中,采用300W氙灯为模拟光源,并通过滤波器得到波长小于400nm的紫外光。
本实施例的光催化降解过程中,每隔10分钟取样,然后离心分离出催化剂,测定剩余的亚甲基蓝浓度。本实施例中硫化钴光催化剂在紫外光下对亚甲基蓝的降解效果,如图3所示。由图3的结果表明,本发明的硫化钴光催化剂在紫外光下对染料的降解率可达到64%。
实施例5:
一种本发明的硫化钴光催化剂在降解染料废水中的应用,包括以下步骤:
称取50mg本发明实施例2制备的硫化钴光催化剂,加入至100mL浓度为10mg/L亚甲基蓝溶液中,避光搅拌1h后,然后在波长为400nm~760nm的可见光下进行光催化降解60分钟,完成对亚甲基蓝溶液的降解。
本实施例中,采用300W氙灯为模拟光源,并通过滤波器得到波长为400nm~760nm的可见光。
本实施例的光催化降解过程中,每隔10分钟取样,然后离心分离出催化剂,测定剩余的亚甲基蓝浓度。本实施例中硫化钴光催化剂在可见光下对亚甲基蓝的降解效果,如图4所示。由图4的结果表明,本发明的硫化钴光催化剂在可见光下对染料的降解率可达到84%。
实施例6:
一种本发明的硫化钴光催化剂在降解染料废水中的应用,包括以下步骤:
称取50mg本发明实施例2制备的硫化钴光催化剂,加入至100mL浓度为10mg/L亚甲基蓝溶液中,避光搅拌1h后,然后在波长大于760nm的近红外光下进行光催化降解120分钟,完成对亚甲基蓝溶液的降解。
本实施例中,采用300W氙灯为模拟光源,并通过滤波器得到波长大于760nm的近红外光。
本实施例的光催化降解过程中,每隔20分钟取样,然后离心分离出催化剂,测定剩余的亚甲基蓝浓度。本实施例中硫化钴光催化剂在近红外光下对亚甲基蓝的降解效果,如图5所示。由图5的结果表明,本发明的硫化钴光催化剂在近红外光下对染料的降解率可达到68%。
实施例7:
考察不同加热反应温度对染料废水降解效果的影响:
分别称取50mg本发明实施例1~3制备的硫化钴光催化剂,加入至100mL浓度为10mg/L亚甲基蓝溶液中,避光搅拌1h后,然后在波长大于760nm的近红外光下进行光催化降解120分钟,完成对亚甲基蓝溶液的降解。
图6为实施例1~3中的硫化钴光催化剂在近红外光下对亚甲基蓝的降解效果,从图中可知,不同反应温度下制备的硫化钴光催化剂,其对亚甲基蓝的降解效率也明显不同,其中,反应温度为180℃时,制备得到的硫化钴光催化剂对亚甲基蓝的降解效率最高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出,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的改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种硫化钴光催化剂,其特征在于,所述硫化钴光催化剂的化学式为Co2.67S4。
2.根据权利要求1所述的硫化钴光催化剂,其特征在于,所述硫化钴光催化剂的晶粒尺寸为5nm~20nm。
3.一种如权利要求1或2所述的硫化钴光催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将氯化钴和硫化钠加入乙二醇中混合均匀,得到混合溶液;将所述混合溶液进行加热反应,得到硫化钴光催化剂。
4.根据权利要求3所述的硫化钴光催化剂的制备方法,其特征在于,所述氯化钴和所述硫化钠的摩尔比为1∶2~3。
5.根据权利要求4所述的硫化钴光催化剂的制备方法,其特征在于,所述氯化钴与所述乙二醇的用量比为1mmol∶40mL~50mL。
6.根据权利要求3~5中任一项所述的硫化钴光催化剂的制备方法,其特征在于,所述加热反应的温度为150℃~200℃,时间为20h~26h。
7.一种如权利要求1或2所述的硫化钴光催化剂或如权利要求3~6中任一项所述的硫化钴光催化剂的制备方法制得的硫化钴光催化剂在降解染料废水中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,包括以下步骤:将所述硫化钴光催化剂加入到染料废水中,先在无光条件下搅拌使所述硫化钴光催化剂和染料废水达到吸附-解吸平衡,然后在光照条件下进行光催化降解,完成对亚甲基蓝废水的降解;所述硫化钴光催化剂与所述染料废水的质量体积比为1 mg∶1mL~2mL。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述染料废水为亚甲基蓝废水;所述亚甲基蓝废水中亚甲基蓝的浓度为10mg/L~20mg/L。
10.根据权利要求8或9所述的应用,其特征在于,所述搅拌的时间为1h~2h;所述光催化降解的时间为60min~120min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610617806.4A CN106238072B (zh) | 2016-08-01 | 2016-08-01 | 硫化钴光催化剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610617806.4A CN106238072B (zh) | 2016-08-01 | 2016-08-01 | 硫化钴光催化剂及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106238072A true CN106238072A (zh) | 2016-12-21 |
CN106238072B CN106238072B (zh) | 2018-11-20 |
Family
ID=57606233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610617806.4A Active CN106238072B (zh) | 2016-08-01 | 2016-08-01 | 硫化钴光催化剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106238072B (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106824228A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-06-13 | 合肥工业大学 | 一种花状硫化钴光催化剂及其制备方法 |
CN106865624A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-06-20 | 温州大学 | 一种硫化钴材料、制备方法及其用途 |
CN107185556A (zh) * | 2017-06-01 | 2017-09-22 | 合肥工业大学 | 一种基于非贵金属过渡元素硫化物的高效光催化剂的制备方法 |
CN108043439A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-18 | 江南大学 | 一种硫化钴/类石墨烯碳氮化合物复合催化剂的制备方法 |
CN111054393A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-24 | 江南大学 | 一种Co1-xS/BiVO4纳米纤维复合光催化剂及其制备方法 |
CN112090415A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-18 | 北京建筑大学 | 一种空心微球CoSX增强Fe3+/PMS体系降解亚甲基蓝的方法 |
CN112827465A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-05-25 | 中国科学院海洋研究所 | 一种复合金属的材料的制备方法及其应用 |
CN115212886A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-10-21 | 吕梁学院 | 一种含CoS/CoO微球薄膜的制备方法及应用 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102284298A (zh) * | 2011-06-24 | 2011-12-21 | 哈尔滨工业大学 | CdS/In2S3/CoS复合光催化剂及其制备方法 |
CN103214041A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-07-24 | 浙江理工大学 | 一种硫化钴的制备方法 |
-
2016
- 2016-08-01 CN CN201610617806.4A patent/CN106238072B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102284298A (zh) * | 2011-06-24 | 2011-12-21 | 哈尔滨工业大学 | CdS/In2S3/CoS复合光催化剂及其制备方法 |
CN103214041A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-07-24 | 浙江理工大学 | 一种硫化钴的制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
LEI ZHU ET AL.: ""A green and direct synthesis of photosensitized CoS2-graphene/TiO2 hybrid with high photocatalytic performance"", 《JOURNAL OF INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY》 * |
WEI YANG ET AL.: ""Co3O4 Nanomaterials in Lithium-Ion Batteries and Gas Sensors"", 《ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS》 * |
YUJIE SUN ET AL.: ""Electrodeposited Cobalt-Sulfide Catalyst for Electrochemical and Photoelectrochemical Hydrogen Generation from Water"", 《COMMUNICATION》 * |
安丽娜: ""Fe,Co,Ni纳米氧化物和硫化物的制备与表征"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 * |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106865624A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-06-20 | 温州大学 | 一种硫化钴材料、制备方法及其用途 |
CN106824228A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-06-13 | 合肥工业大学 | 一种花状硫化钴光催化剂及其制备方法 |
CN106824228B (zh) * | 2017-03-21 | 2019-06-18 | 合肥工业大学 | 一种花状硫化钴光催化剂及其制备方法 |
CN107185556A (zh) * | 2017-06-01 | 2017-09-22 | 合肥工业大学 | 一种基于非贵金属过渡元素硫化物的高效光催化剂的制备方法 |
CN107185556B (zh) * | 2017-06-01 | 2020-03-17 | 合肥工业大学 | 一种基于非贵金属过渡元素硫化物的高效光催化剂的制备方法 |
CN108043439A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-18 | 江南大学 | 一种硫化钴/类石墨烯碳氮化合物复合催化剂的制备方法 |
CN111054393A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-24 | 江南大学 | 一种Co1-xS/BiVO4纳米纤维复合光催化剂及其制备方法 |
CN111054393B (zh) * | 2019-12-13 | 2021-05-28 | 江南大学 | 一种Co1-xS/BiVO4纳米纤维复合光催化剂及其制备方法 |
CN112090415A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-18 | 北京建筑大学 | 一种空心微球CoSX增强Fe3+/PMS体系降解亚甲基蓝的方法 |
CN112090415B (zh) * | 2020-08-28 | 2022-12-02 | 北京建筑大学 | 一种空心微球CoSX增强Fe3+/PMS体系降解亚甲基蓝的方法 |
CN112827465A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-05-25 | 中国科学院海洋研究所 | 一种复合金属的材料的制备方法及其应用 |
CN115212886A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-10-21 | 吕梁学院 | 一种含CoS/CoO微球薄膜的制备方法及应用 |
CN115212886B (zh) * | 2022-07-19 | 2023-10-13 | 吕梁学院 | 一种含CoS/CoO微球薄膜的制备方法及应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106238072B (zh) | 2018-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106238072A (zh) | 硫化钴光催化剂及其制备方法和应用 | |
Yang et al. | Enhanced visible-light-driven photocatalytic removal of refractory pollutants by Zn/Fe mixed metal oxide derived from layered double hydroxide | |
CN105749903A (zh) | MgZnCr-TiO2类水滑石可见光催化剂及其制备方法和应用 | |
CN104402914B (zh) | 一种可见光下催化降解有机染料的锌金属有机骨架材料 | |
CN106378190B (zh) | 一种金属-有机框架材料光敏化二氧化钛共催化剂及其制备方法与应用 | |
CN104174408B (zh) | 一种具有可见光响应的铬铁钒酸盐光催化材料及其制备方法和应用 | |
CN102380367B (zh) | 高可见光活性混晶型BiVO4光催化剂的控制合成方法 | |
CN106799222B (zh) | 一种二氧化钛/铌酸锡复合纳米材料的制备方法 | |
CN104525266A (zh) | 一种金属有机骨架材料光催化剂的制备方法与应用 | |
CN105396603A (zh) | 一种可见光响应型核壳结构的氯氧化铋催化剂及其制备方法 | |
CN102600865B (zh) | 用于降解有机染料废水污染物的光催化剂及其制备方法 | |
CN103657686A (zh) | 一种低温共沉淀法制备硫化铟锡光催化剂的方法 | |
CN109261172A (zh) | 一种碘氧化铋/溴氧化铋异质结光催化剂的制备方法和用途 | |
CN107890880A (zh) | 一种纳米多孔石墨相氮化碳/偏钛酸锰复合光催化剂的制备方法 | |
CN107715906A (zh) | 一种氮化碳/钛酸锌/氧化钛三明治状直接z型异质结复合光催化剂的制备方法 | |
CN105170192A (zh) | 一种磺化钴酞菁敏化二氧化钛复合光催化剂的制备方法 | |
CN105854899A (zh) | 一种Bi2S3/TiO2复合型可见光催化剂及其制备方法 | |
CN110180565A (zh) | 一种光催化剂Bi5O7Br的合成方法及其应用 | |
CN108273493A (zh) | 一种生物炭复合光催化材料的制备方法 | |
CN103721699A (zh) | 一种NaInO2光催化剂及其制备方法 | |
CN104549222A (zh) | 一种可见光催化剂钛酸铬的制备方法及应用 | |
CN108940349A (zh) | 利用铬酸银/硫掺氮化碳z型光催化剂去除染料污染物的方法 | |
CN106390996B (zh) | La0.7Sr0.3MnO3-δ/TiO2复合氧化物制备及其协同光催化作用 | |
CN104741087A (zh) | 具有可见光催化性能的双平面五核状硫代金属簇合物功能材料的制备方法 | |
CN107213888A (zh) | 一种具有良好可见光响应的二维Bi12TiO20纳米片的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |