MoS2基納米復(fù)合材料的制備及其吸附性能研究.pdf

1、作為一個(gè)典型的層狀過渡金屬化合物，二硫化鉬（MoS2）表現(xiàn)出良好的潤(rùn)滑、催化以及電性能，受到越來越多的關(guān)注。另外，納米尺寸的二硫化鉬納米片本身具有大的比表面積，表現(xiàn)出良好的吸附性能，然而對(duì)于二硫化鉬吸附有機(jī)染料方面的性能卻鮮有研究。本文采用二硫化鉬納米片材料實(shí)現(xiàn)對(duì)水中有機(jī)染料的高效吸附，然后以二硫化鉬片為載體，引入磁性納米粒子，制備了磁性納米復(fù)合材料Fe3O4/MoS2以及Ni/MoS2，并研究了它們對(duì)水中的有機(jī)染料的吸附去除。所形成的

2、納米材料為二硫化鉬的應(yīng)用研究開辟了新的道路。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以鉬酸鈉和硫代乙酰胺作為前驅(qū)物，采用水熱法成功制備出了MoS2納米片。MoS2納米片由4-6層的單分子層二硫化鉬組成，具有六方晶相，比表面積高達(dá)106.989 m2/g，對(duì)水溶液中的剛果紅染料具有選擇吸附性，吸附量可高達(dá)252 mg/g，可在2分鐘內(nèi)快速的將水溶液中的剛果紅染料去除掉，吸附速率非?？?。Langmuir等溫吸附模型能夠較好地?cái)M合出吸附平衡數(shù)據(jù)，該

3、吸附過程以單層子層吸附為主。動(dòng)力學(xué)結(jié)果表明，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)能更好地描述納米片對(duì)CR的吸附動(dòng)力學(xué)行為，表明靜電相互作用在吸附過程中起著重要的作用。⑵以MoS2納米片為載體，F(xiàn)eCl3·6H2O為鐵源，乙醇和水的混合溶液作為溶劑，通過水熱法將粒徑約為15nm的Fe3O4納米粒子均勻負(fù)載到納米片表面，F(xiàn)e3O4/MoS2納米復(fù)合材料的比表面積為72.0727 m2/g，飽和磁化強(qiáng)度為60.67 emu/g，在外部磁場(chǎng)作用下，能迅速地從溶液中分離

4、出來。復(fù)合物對(duì)剛果紅染料具有選擇吸附性，對(duì)剛果紅染料吸附量可達(dá)到71 mg/g，在2分鐘內(nèi)就可去除水溶液中的剛果紅染料。Fe3O4/MoS2對(duì)CR的吸附過程屬于 Langmuir單分子層吸附，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以較好地描述Fe3O4/MoS2吸附CR的動(dòng)力學(xué)行為，表明吸附速率是由Fe3O4/MoS2表面未被占有的空位的數(shù)目決定的。⑶以MoS2納米片為載體，水合肼為還原劑，乙二醇為溶劑，氫氧化鈉為堿性調(diào)節(jié)劑，通過原位化學(xué)還原法制備了Ni/

5、MoS2納米復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：Ni納米粒子的粒徑大約為10nm，均勻地附著在二硫化鉬納米片表面。Ni/MoS2比表面積為98.9772m2/g，飽和磁化強(qiáng)度為35.63emu/g，能夠?qū)崿F(xiàn)磁分離。另外，Ni/MoS2納米復(fù)合材料吸附劑對(duì)剛果紅染料有很高的吸附選擇性。35分鐘后，對(duì)剛果紅的去除率可達(dá)到97.5％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Ni納米顆粒的38%。Langmuir等溫吸附模型能夠較好地?cái)M合出Ni/MoS2納米復(fù)合材料吸附平衡數(shù)據(jù)，屬于均勻