[发明专利]高吸附型N,I共掺杂TiO2多孔网络粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米复合材料的制备及其环境保护领域的应用。

背景技术  

纺织行业排放的染料废水具有化学成分复杂、浓度大、色度高、排放量大、毒性高等特点，已成为我国严重的水体环境污染源，因此染料废水的降解处理是研究的热门。目前印染废水处理方法有生物处理法、化学氧化法、絮凝沉淀法、电解法、光催化降解法。其中吸附法因其具有操作简单、能耗较低、不引入新的污染物且能从废水中富集分离有机污染物等优点，越来越受到重视，并得到广泛应用。二氧化钛由于其化学性质稳定、光催化速度快、无选择性等优点，在水污染治理方面有突出的优势。最近，有关TiO₂对染料的吸附也受到了人们的关注，如BeLessi等报道了TiO₂纳米粒子对溶液中活性艳红195吸附行为，研究了溶液的浓度、pH等因素对吸附的影响[BeLessi V, Romanos G, Boukos N, LambropouLou D, TrapaLis C. RemovaL of Reactive Red 195 from aqueous solutions by adsorption on the surface of TiO₂ nanoparticLes [J]. JournaL of Hazardous MateriaLs, 2009, 2-3(170): 836-844.]；Jafari等报道了不同晶相的TiO₂颗粒对甲基紫的吸附动力学研究，考虑了不同晶相对吸附的影响[Jafari S, Azizian S, JaLeh B. Adsorption kinetics of methyL violet onto TiO₂ nanoparticLes with different phases [J]. ColLoids and Surfaces A: PhysicochemicaL and Engineering Aspects, 2011, 1-3(384): 618-623.]；Pettibone等报导TiO₂纳米粒子对有机酸吸附行为，考察了纳米粒子的团聚、大小及溶液pH的影响[Pettibone J M, Cwiertny D M, Scher M, Grassian V H. Adsorption of Organic Acids on TiO₂ NanoparticLes: Effects of pH, NanoparticLe Size, and NanoparticLe Aggregation [J]. Langmuir, 2008, 24, 6659-6667.]。然而，上述报导中所用的TiO₂并没有进行改性的TiO₂。目前，纳米TiO₂的改性研究是光催化降解废水处理中的一个研究热点，如对TiO₂进行非金属离子如N，C或I等掺杂来增强TiO₂的光催化活性是当前研究的重点［Ao YH, Xu JJ, Zhang SH, Fu DG. A one-pot method to prepare N-doped titania holLow spheres with high photocataLytic activity under visibLe Light [J]. AppLied Surface Science. 2010, 256: 2754–2758.］，所以研究非金属离子掺杂的纳米二氧化钛的吸附行为具有更加重要的意义。到目前为止，文献中只报导了采用水解煅烧法制备N,I共掺杂的TiO₂纳米粒子并将用于光催化降解［Zhou Liang, Deng Jian, Zhao Yubao, Liu Wanbing, An Lin, Chen Fei，Preparation and characterization of N–I co-doped nanocrystaL anatase TiO₂ with enhanced photocataLytic activity under visibLe-Light irradiation. MateriaLs Chemistry and Physics 117 (2009) 522–527］，对于N,I共掺杂二氧化钛多孔网络结构粉体的水热法制备及其对阳离子染料的吸附国内外并无文献报导。

发明内容