[发明专利]纳米TiO2/海泡石复合材料的制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种纳米TiO₂／海泡石复合材料的制备方法及其用途。 

背景技术

海泡石是一种具有独特纳米结构孔径的含镁多孔链状硅酸盐粘土矿物，这种矿物粘土孔体积和比表面积大、吸附能力强、化学稳定性好，以及自身存在的大量的酸碱中心，使得其本身就拥有了一定的催化作用，加之它还具有与其它催化剂一起产生协同催化作用的功能，是一种稀有的功能性非金属矿物材料，特别适合作为光催化活性组分的载体材料。 

据不完全统计，已有如下教授、专家将海泡石用于催化、吸附载体：谢治民、戴友芝等对TiO₂／海泡石复合材料制备及其处理染料废水性能进行了研究；王长平、王琪、董浩等对载TiO₂海泡石粉体的研制进行了研究；贺洋、郑水林、沈红玲等对纳米TiO₂／海泡石复合粉体的制备及光催化性能进行了研究。但都存在不同程度地工艺复杂、条件苛刻、操作有难度等问题。 

在当今环境污染日益严重的状况下，用海泡石天然矿物材料负载纳米TiO₂，可以提高目标污染物与光催化剂TiO₂的接触频率，从而提高TiO₂的光催化活性，有望研发出一种能制备出在室内甲醛气体治理领域有广泛使用前景且环境友好型的纳米TiO₂／海泡石复合材料的制备方法，且该制备方法简易、操作方便。 

发明内容

针对上述的不足，本发明目的之一在于，提供一种制备工艺简易，操作方便的纳米TiO₂／海泡石复合材料的制备方法。 

本发明目的之二在于，提供一种上述纳米TiO₂／海泡石复合材料的用途。 

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是： 

一种纳米TiO₂／海泡石复合材料的制备方法，其包括以下步骤： 

(1)将海泡石和水以0.5～1.5∶9～11的固液比进行搅拌混合，获得第一混合溶液； 

(2)选取悬浮在第一混合溶液中间位置的中间悬浮物； 

(3)对中间悬浮物进行过滤； 

(4)对过滤后的悬浮物进行加热干燥，然后煅烧，获得提纯海泡石； 

(5)取19～21g提纯海泡石与水按0.8～1.2∶28～31的固液比进行搅拌分散，然后加入TiCl₄溶液，并搅拌均匀，获得第二混合溶液； 

(6)对第二混合溶液进行加热干燥，获得复合物； 

(7)对复合物进行焙烧，焙烧的温度为500～800℃，时间为2～3h，制得纳米TiO₂／海泡石复合材料。 

作为本发明的一种改进，所述步骤(1)中的搅拌混合时间为25～35min。 

作为本发明的一种改进，所述步骤(2)具体包括以下步骤： 

(2.1)将第一混合溶液静置25～35min后，去除上清液和底下沉淀物，取中间悬浮物； 

(2.2)对中间悬浮物进行搅拌分散25～35min后，然后静置25～35min； 

(2.3)去除步骤(2.2)中静置后的中间悬浮物的上清液和底下沉淀物，取中间悬浮物； 

(2.4)重复步骤(2.2)～(2.3)至少两遍，获得最终的中间悬浮物。 

作为本发明的一种改进，所述步骤(3)用80目的丝网对中间悬浮物进行过滤。 

作为本发明的一种改进，所述步骤(4)具体包括以下步骤： 

(4.1)将过滤后的悬浮物放入恒温箱中进行加热干燥，恒温箱的温度设定为100℃～110℃，时间为25～35min； 

(4.2)对干燥后的悬浮物放入快速升温电炉进行煅烧，煅烧的温度设定为250℃～300℃，时间为50～70min，煅烧完毕，获得提纯海泡石。 

作为本发明的一种改进，所述步骤(5)具体包括以下步骤： 

(5.1)取19～21g提纯海泡石与水按0.8～1.2∶28～31的固液比进行搅拌分散，同时放入0.9～1.1mL盐酸；所述水为蒸馏水； 

(5.2)用恒流泵缓慢滴加0.9～1.1mL的TiCl₄溶液，并搅拌均匀，获得第二混合溶液；所述TiCl₄溶液的浓度为3.7mol／L。