[发明专利]一种可循环使用处理污水的钛酸盐纳米材料及其应用方法

权利要求书

1.一种可循环使用处理污水的钛酸盐纳米材料的制备方法，其特征在于所述方法步骤为：

(1)将固相或液相钛源分散于浓碱溶液中，充分搅拌，得悬浊液；所述浓碱溶液的浓度为9～11摩尔/升，钛源与浓碱的质量比为1:8～1:14；

(2)将所得悬浊液转移到水热反应釜中，在120～180度下进行水热反应，所得产物洗涤、干燥，得到层状钛酸盐纳米材料。

2.根据权利要求1所述的可循环使用处理污水的钛酸盐纳米材料的制备方法，其特征在于：所述的固相钛源为金红石型二氧化钛、锐钛矿型二氧化钛、P25型二氧化钛中一种；所述液相钛源为钛酸四丁酯、钛酸异丙酯中一种；所述浓碱为NaOH、KOH中一种。

3.根据权利要求2所述的可循环使用处理污水的钛酸盐纳米材料的制备方法，其特征在于：所述方法采用固相钛源TiO₂纳米粉与浓NaOH溶液反应，具体为：以质量比为1:10～1:14的TiO₂纳米粉和NaOH为原料；将TiO₂纳米粉分散于9～11摩尔/升的NaOH水溶液中，搅拌20～30分钟，得到的悬浊液转移到的水热反应釜中，在120-180度下进行水热反应，得到白色产物，去离子水洗涤至接近中性，烘干，得到层状纳米钛酸盐。

4.根据权利要求2所述的可循环使用处理污水的钛酸盐纳米材料的制备方法，其特征在于：所述方法采用液相钛源与浓KOH溶液反应，具体为：以质量比为1:8～1:11的液相钛源和KOH为原料；将TiO₂纳米粉分散于9～11摩尔/升的KOH水溶液中，搅拌20～30分钟，得到的悬浊液转移到的水热反应釜中，在120-180度下进行水热反应，得到白色产物，去离子水洗涤至接近中性，烘干，得到层状纳米钛酸盐。

5.根据权利要求3或4所述的可循环使用处理污水的钛酸盐纳米材料的制备方法，其特征在于：所述水热反应时间为12～36小时。

6.一种权利要求1制备的钛酸盐纳米材料的应用方法，其特征在于：所述钛酸盐纳米材料用于去除水中重金属离子和有机物，即：将所述钛酸盐纳米材料加入到欲净化的废物浓度在10～100毫克/升的废水中，加入的层状钛酸盐纳米材料与废水的质量比为1:20～1:200，搅拌，静置沉淀，泥水分离，去除率即达到90%以上。

7.根据权利要求6所述的钛酸盐纳米材料的应用方法，其特征在于：所述的钛酸盐纳米加入所述待净化的废水中的比例为0.8～1.3克/升，搅拌时间为30分钟～2小时。

8.根据权利要求6所述的钛酸盐纳米材料的应用方法，其特征在于：所述层状钛酸盐纳米材料在用于有机物解吸或重金属离子交换时能循环利用，具体为：

用于有机物解吸：将吸附有有机物的层状钛酸盐纳米材料滤出，用蒸馏水洗涤至接近中性，加入解吸剂，室温下放置进行解吸，期间不断搅拌，解吸后的层状钛酸盐纳米材料仍然具有去除水中有机物和重金属离子的能力；所述的解吸剂由以下物质中的三种或三种以上构成：强碱、甲醇、乙醇、丙酮；

重金属离子交换：将分离后得到的沉淀物放入稀酸中，调节pH值至3～6，搅拌，将所得产物抽滤，用去离子水洗涤；再将所得产物放入NaOH或KOH溶液中，搅拌，抽滤，用去离子水洗涤，所得产物烘干，得到层状钛酸盐纳米材料，该产物仍然同样具有去除水中有机物和重金属离子的能力。

9.根据权利要求8所述的钛酸盐纳米材料的应用方法，其特征在于：所述的稀酸为稀硝酸、稀盐酸中一种。

10.根据权利要求8所述的一种可循环使用处理污水的钛酸盐纳米材料的应用方法，其特征在于：所述的NaOH或KOH溶液浓度为0.5～2摩尔/升，搅拌时间为12～36小时。