專利名稱：一種合成MoS₂/Fe₃O₄納米復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米無機(jī)功能材料制備技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種合成MoS2/Fe304納米復(fù)合材料的制備方法
背景技術(shù)：
磁性納米顆粒是一種新型的納米功能材料，具有良好的生物相容性和特殊的磁功能，磁性材料在環(huán)境中的應(yīng)用主要是用于吸附重金屬離子和有機(jī)污染物，磁性納米顆粒表面負(fù)載過氧化酶得到的復(fù)合材料既具有磁性納米顆粒的優(yōu)點，又具有酶的催化活性，可用于生物催化和生物分離，多種物質(zhì)復(fù)合組成多種復(fù)合結(jié)構(gòu)可以賦予復(fù)合材料許多特性，具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。近年來，大量研究表明，納米材料對去除典型毒害污染物具有顯著的高效性。納米Fe3O4作為功能材料,在磁記錄材料、特殊催化劑原料、磁流體的基本材料等方面顯示出許多特殊功能，但由于Fe3O4磁性納米粒子偶極間的相互吸引作用，導(dǎo)致納米顆粒極易團(tuán)聚，對納米顆粒進(jìn)行表面修飾，可改善磁性納米粒子的分散性及其膠體的穩(wěn)定性，并引入新的功倉泛。將磁性氧化物引入到吸附劑中制備成磁性復(fù)合吸附劑，利用外加磁場就能實現(xiàn)快速分離；Hu等合成單分散的Fe3CVSiO2作為吸附劑，能有效吸附水體中的Hg2+、Pb2+，而且吸附劑具有很好的生物相容性，Zhang等用共沉淀法合成Fe3O4,再用水熱法合成Fe304/C作為固相萃取劑富集水體中的微量多環(huán)芳烴，MoS2作為一種新型的吸附材料，具有比表面積大、吸附容量大的特點，將MoS2與磁性納米粒子通過層層自組裝可以制備出特殊性能的納米復(fù)合材料，目前未見采用水熱法制備MoS2包覆Fe3O4納米復(fù)合材料的相關(guān)報道。水熱法是在高溫高壓條件下，在特制的密閉容器中，以水或有機(jī)溶劑為介質(zhì)，使難溶的物質(zhì)溶解并促進(jìn)物質(zhì)之間的反應(yīng)；與普通的高溫合成方法相比，水熱法制備的物質(zhì)有較好的晶體結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)穩(wěn)定性，可以利用表面活性劑調(diào)控納米粒子的生長，阻止納米粒子生長過程中發(fā)生團(tuán)聚，所以水熱法廣泛的應(yīng)用于合成單分散的納米晶體。本研究以Fe3O4為原料，用水熱法合成了 MoS2/Fe304納米復(fù)合材料，實現(xiàn)了 MoS2在Fe3O4上的原位包覆，所制備的MoS2/Fe304納米粒子具有良好的結(jié)晶性，并且形貌尺寸可控，具有很好的催化和吸附性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種MoS2/Fe304納米復(fù)合材料的制備方法，首先用水熱法制備出磁性能較高，分散性較好的納米四氧化三鐵粒子；然后同樣采用水熱法制備催化性能好、穩(wěn)定性較高、單分散的MoS2/Fe304復(fù)合納米粒子。本發(fā)明的技術(shù)方案為
Cl)制備納米Fe3O4粒子JfFeCl3 · 6H20溶于乙二醇，制成濃度為O. 1-0. 2mol/L的溶液，攪拌均勻，在攪拌的過程中加入檸檬酸三鈉、無水乙酸鈉，濃度分別為O. 15-0. 2 mol/L和O. 6-1.0 mol/L，然后將溶液倒入聚四氟乙烯的反應(yīng)釜內(nèi)放入烘箱中，反應(yīng)溫度160-200°C，反應(yīng)時間為6-10小時，待反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)釜冷卻至室溫，用乙醇反復(fù)洗滌3-5次，將洗滌好的Fe3O4溶液放入烘箱中，溫度60°C進(jìn)行烘干，即得到干燥的Fe3O4納米粒子。(2)制備Fe3O4納米顆粒的水溶液將Fe3O4納米顆粒以5-8 mg/mL的比例分散到去離子水中，攪拌均勻得到溶液I ;
(3)將鑰酸鈉，氯化鈉，硫氰酸鈉和表面活性劑加入到溶液I中，并攪拌均勻得到溶液
2 ；
(4)在溶液2中加入鹽酸，調(diào)節(jié)溶液2的pH值至2-5；
(5)將調(diào)節(jié)pH值后的溶液2倒入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，并在160-200°C下反應(yīng)24-48h后自然冷卻；
(6)利用去離子水對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行多次離心洗滌后，將產(chǎn)物干燥得到MoS2/Fe3O4納米復(fù)合材料。其中步驟(3)中鑰酸鈉的濃度是15-20 mg/mL，表面活性劑是十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，濃度為3g/L-4. 5g/L ;氯化鈉的濃度是5_10 mg/mL ;硫氰酸鈉的濃度是10-15mg/mL。其中步驟(4)中鹽酸的濃度的是O. 5 mol/L。本方法具有工藝簡單、快速高效等優(yōu)點，將MoS2很好的包覆在Fe3O4納米顆粒上，本發(fā)明制備出的MoS2/ Fe3O4納米復(fù)合材料結(jié)晶性良好，并且形貌尺寸可控，本方法合成的MoS2/ Fe3O4納米復(fù)合材料在光催化和吸附等方面具有潛在的應(yīng)用價值


圖1為實施例1制備的Fe3O4納米顆粒的掃描電子顯微鏡照片；
圖2為實施例1制備的MoS2/ Fe3O4納米復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡照片；
圖3為實施例2制備的MoS2/ Fe3O4納米復(fù)合材料掃描電子顯微鏡照片；
圖4為實施例3制備的MoS2/ Fe3O4納米復(fù)合材料掃描電子顯微鏡照片；
圖5為實施例2 MoS2/ Fe3O4納米復(fù)合材料吸附羅丹明B效果圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實施例1
(a)制備納米Fe3O4粒子^fFeCl3 ·6Η20溶于80mL乙二醇，制成濃度為O.1 mol/L的溶液，攪拌lOmin，在攪拌的過程中分別加入檸檬酸三鈉、無水乙酸鈉，濃度分別為O. 15mol/L和0.6mol/L，然后將溶液倒入IOOmL聚四氟乙烯的反應(yīng)釜內(nèi)放入烘箱中，反應(yīng)溫度200°C，反應(yīng)時間為8小時，待反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)釜中上層溶液倒入燒杯中，利用吸鐵石對溶液中的Fe3O4進(jìn)行吸附沉積，同時用酒精反復(fù)洗滌得到的產(chǎn)物，產(chǎn)品在60°C下干燥2 h，即得到Fe3O4納米粒子，結(jié)果如圖1所示，產(chǎn)物為球形顆粒。

(b)將 O. 5g Fe3O4,1. 5g NaMoO4 ·2Η20，0· 6g NaCl，0. 3g CTAB,1. 2g NaSCN 依次放入IOOml的反應(yīng)釜中，加入80 ml蒸餾水，把反應(yīng)物攪拌均勻，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的PH至2，將反應(yīng)釜放入烘箱中，溫度180 °C，反應(yīng)時間48 h，所得產(chǎn)物用蒸餾水和乙醇洗2-3次，將樣品放入烘箱，60°C下干燥2 h，得到MoS2/ Fe3O4納米復(fù)合材料，對產(chǎn)物進(jìn)行掃描電鏡以觀察其微觀形貌，結(jié)果如圖2所示，產(chǎn)物由MoS2納米花和球形Fe3O4顆粒組成。實施例2
將 0. 5g Fe3O4, Ig NaMoO4 · 2Η20，0·4g NaCl，0. 25g CTAB, 1.6g NaSCN 依次放入 100ml的反應(yīng)釜中，加入80ml蒸餾水，攪拌均勻，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的PH至3，將反應(yīng)釜放入烘箱中，在160°C下反應(yīng)36小時，所得產(chǎn)物用蒸餾水和乙醇洗2-3次，將樣品放入烘箱，60°C下干燥
2h，即可得到MoS2/ Fe3O4納米復(fù)合材料，對本實施例產(chǎn)物進(jìn)行掃描電鏡以觀察其微觀形貌，結(jié)果如圖2所示，產(chǎn)物由MoS2納米花和球形Fe3O4顆粒組成。實施例3
將 Ig Fe3O4,1. 8g NaMoO4 · 2Η20，0· 6g NaCl，O. 35g CTAB,1. 5g NaSCN 依次放入 IOOml的反應(yīng)釜中，加入80ml蒸餾水，攪拌均勻，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的PH至4，將反應(yīng)釜放入烘箱中，在200 °C下反應(yīng)24小時，待反應(yīng)結(jié)束，所得產(chǎn)物用蒸餾水和乙醇洗2-3次，將樣品放入烘箱，60°C下干燥2 h，即可得到MoS2/ Fe3O4納米復(fù)合材料，對本實施例產(chǎn)物進(jìn)行掃描電鏡以觀察其微觀形貌，結(jié)果如圖4所示，產(chǎn)物由MoS2片和球形Fe3O4顆粒組成。實施例4
(I)稱取0.1 g羅丹明B，加入100 mL蒸餾水中，配置成濃度為1g/L的溶液，將該溶液用蒸餾水稀釋至1. 25 mg/L。(2)稱取O. 02 g所得的MoS2/ Fe3O4納米復(fù)合材料加入100 mL上述羅丹明B溶液中，將混合溶液液超聲I min，溶液的顏色由淡紅色變成無色，如圖5所示，說明所制備的MoS2/ Fe3O4納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的吸附性能。
權(quán)利要求
1.一種合成MoS2/Fe304納米復(fù)合材料的制備方法,其特征在于包括如下步驟 (1)制備納米Fe3O4粒子； (2)制備Fe3O4納米顆粒的水溶液將Fe3O4納米顆粒以5_8mg/mL的比例分散到去離子水中，攪拌均勻得到溶液I ; (3)將鑰酸鈉、氯化鈉、硫氰酸鈉和表面活性劑加入到溶液I中，并攪拌均勻得到溶液2 ； (4)在溶液2中加入鹽酸，調(diào)節(jié)溶液2的pH值至2-5； (5)將調(diào)節(jié)pH值后的溶液2倒入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，并在160-200°C下反應(yīng)24-48h后自然冷卻； (6)利用去離子水對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行多次離心洗滌后，將產(chǎn)物干燥得到MoS2/Fe3O4納米復(fù)合材料。
2.如權(quán)利要求1所述的一種合成MoS2/Fe304納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述制備納米Fe3O4粒子的方法為將FeCl3 · 6H20溶于乙二醇，制成濃度為O. 1-0. 2mol/L的溶液，攪拌均勻，在攪拌的過程中加入檸檬酸三鈉、無水乙酸鈉，濃度分別為O. 15-0. 2mol/L和O. 6-1. O mol/L，然后將溶液倒入聚四氟乙烯的反應(yīng)釜內(nèi)放入烘箱中，反應(yīng)溫度160-200°C，反應(yīng)時間為6-10小時，待反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)釜冷卻至室溫，用乙醇反復(fù)洗滌3-5次，將洗滌好的Fe3O4溶液放入烘箱中，溫度60°C進(jìn)行烘干，即得到干燥的Fe3O4納米粒子。
3.如權(quán)利要求1所述的一種合成MoS2/Fe304納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于其中步驟(3)中鑰酸鈉的濃度是15-20 mg/mL，表面活性劑是十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，濃度為3g/L-4. 5g/L ;氯化鈉的濃度是5-10 mg/mL ;硫氰酸鈉的濃度是10-15 mg/mL。
4.如權(quán)利要求1所述的一種合成MoS2/Fe304納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于其中步驟(4)中鹽酸的濃度的是O. 5 mol/L。
全文摘要
本發(fā)明提供一種MoS2/Fe3O4納米復(fù)合材料的制備方法，屬于納米無機(jī)功能材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體的制備過程為以Fe3O4納米顆粒為原料，將其分散到去離子水中并加入鉬酸鈉，氯化鈉，硫氰酸鈉和表面活性劑CTAB，攪拌一定時間后用鹽酸調(diào)節(jié)pH，然后倒入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，并在設(shè)定溫度下反應(yīng)一段時間后自然冷卻；利用去離子水對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行多次離心洗滌后，將產(chǎn)物干燥得到MoS2/Fe3O4納米復(fù)合材料。本方法具有工藝簡單、快速高效等優(yōu)點，將MoS2很好的包覆在Fe3O4納米顆粒上。本發(fā)明制備出的MoS2/Fe3O4納米復(fù)合材料結(jié)晶性良好，并且形貌尺寸可控，具有很好的吸附性能。
文檔編號H01F1/01GK103028352SQ201210524859
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者唐華, 楊小飛, 李長生, 季曉瑞 申請人:江蘇大學(xué)