[发明专利]Fe-V共掺杂TiO2高性能吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于吸附剂技术领域，具体的说，涉及一种Fe-V共掺杂TiO₂高性能吸附剂及其制备方法。

背景技术

随着近代工业的发展，污染问题已成为普遍关注的世界性问题，由纺织工业、染料制造工业、电镀行业、制革厂等排放出来的染料废水的治理更是迫在眉睫。对于染料废水的治理，传统的处理方法有活性污泥法、活性炭吸附法、电化学法、反渗透法、过氧化氢氧化法等。这些处理方法有些未达到国家标准，有些工艺复杂、占地面积大、运行成本高，还有些运行周期长、产生二次污染。因此，开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注和研究的课题。

吸附法中最重要的是吸附剂的开发与选择。目前应用于工业废水处理的吸附剂主要有活性炭、生物吸附剂和其他一些尚处于实验室模拟阶段的吸附剂,如粘土类吸附剂、高分子吸附剂、利用废弃物制备的吸附剂和复合吸附剂等。其中活性炭作为一种有效的废水处理吸附剂可用于大多数重金属、有机分子的除去且吸附能力强，只是活性炭资源有限，大批量治理废水造价高，寿命短，再生操作费用高，较难在经济尚不发达的地区得到广泛的应用。其他吸附剂也存在吸附效率低、易产生二次污染、无法实现循环利用等问题。因此，如何提高吸附剂的吸附效率，增加吸附剂的循环使用次数和减少吸附剂使用过程中造成的二次污染问题是当今吸附剂研究领域所面临的重要挑战之一。

目前，将TiO₂光催化剂用于染料废水处理的研究较多，在可作为光催化剂的N型半导体材料中，TiO₂的性质最优，TiO₂等半导体光催化剂在光催化降解有机污染物方面具有能耗低、反应条件温和、易操作、无二次污染且能利用太阳能等特点，是一类良好的环境友好型光催化剂。但是TiO₂也存在着自身的局限，如TiO₂吸附能力较低导致光催化效率较低；禁带宽，只对紫外光响应，太阳光利用率低。

现有技术的缺点：TiO₂吸附能力较低。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于在TiO₂中共掺杂铁离子和钒离子形成一种吸附性能更加优异的高性能吸附剂，并提供一种操作简单方便的Fe-V共掺杂TiO2高性能吸附剂的其制备方法。

本发明目的是这样实现的：一种Fe-V共掺杂TiO₂高性能吸附剂，其关键在于：将铁离子和五价钒离子掺入TiO₂晶体中，形成Fe-V共掺杂TiO₂的复合型吸附剂。

一种Fe-V共掺杂TiO₂高性能吸附剂的制备方法，其关键在于：通过共沉淀法制得Fe-V共掺杂TiO₂的复合型吸附剂，所述共沉淀法的步骤如下：将Fe(NO₃)₃、V₂O₅加入到去离子水中混合均匀，室温搅拌下将TiCl₄滴加到溶液中，搅拌均匀后，滴加质量分数为28%的氨水，将所得的沉淀经去离子水洗涤至中性，离心甩干，再进行烘干，然后煅烧沉淀，得到Fe-V共掺杂TiO₂粉末。

上述共沉淀法为：将摩尔份数均为0.05份的Fe(NO₃)₃和V₂O₅加入到体积份数为200份的去离子水中，室温搅拌下将摩尔份数为1份的TiCl4滴加到溶液中，继续搅拌2h后，滴加质量分数为28%的氨水，直到无沉淀形成，并将所得沉淀经去离子水洗涤至中性，离心甩干，80℃下烘干，于200-600℃下高温煅烧2h，得到Fe-V共掺杂TiO₂粉末。

上述共沉淀法中煅烧沉淀的温度优选为350℃。