基于坡缕石棒晶结构特征的光催化功能材料

【作者】 吴丽梅； 吕国诚； 廖立兵； 唐宁； 王晴；

【机构】 沈阳建筑大学材料科学与工程学院； 中国地质大学(北京)材料科学与工程学院；

【摘要】 科技发展所引发的污染问题愈发严重,其中有机污染问题尤为突出,以印染行业为例,约10%-20%的染料会随着废水排出^[1]。有机染料存在分子量大、难去除等问题,传统的物理、化学以及生物法很难实现对它的完全清除,同时,化学清除剂的加入往往会导致二次污染,因此探究高效、绿色的水污染修复技术成为水体污染防治的重要课题。本研究通过水热合成法,在坡缕石表面原位合成了二硫化钼,获得了坡缕石/二硫化钼纳米复合材料。在此基础上,通过盐酸对坡缕石基体进行改性,有效提升了坡缕石和二硫化钼的结合程度;采用N-甲基吡咯烷酮与正丁基锂对二硫化钼进行改性,剥离二硫化钼,使其结构呈现微弱的无序化,并引入了适量的缺陷使得复合材料的催化活性位点数增多,获得了高性能坡缕石/二硫化钼纳米复合材料。二硫化钼通过氨基与坡缕石表面羟基相结合,均匀分散于坡缕石表面,形成独特的纳米花结构。坡缕石/二硫化钼复合材料对罗丹明B具有较好的光催化降解性能。在溶液pH值为6、反应时间为170min、溶液浓度为1500 mg/L时,对罗丹明B的去除量可达371.73 mg/g;经改性后的高性能坡缕石/二硫化钼复合材料在溶液pH为6、反应时间为140 min、溶液浓度为2000 mg/L时对罗丹明B的去除量可达986.47 mg/g,催化效果提升明显。在此基础上,采用液质联用分析（LC-MS）得出,坡缕石/二硫化钼复合材料可将罗丹明B降解为苯二酚、羧基苯等断链中间产物^[2]。本研究结果对新型黏土矿物基光催化复合材料的开发、我国矿产的资源化利用以及有机污染物的去除均具有重要意义。更多还原