[发明专利]一种丝瓜络负载纳米二氧化钛光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明关于负载催化剂制备技术领域，特别涉及一种丝瓜络负载纳米二氧化钛光催化剂的制备方法及在处理废水中的应用。

背景技术

纳米二氧化钛作为一种光催化剂，在紫外光照射下具有极强的氧化能力以及吸附降解污染物的能力，纳米二氧化钛光催化剂具有高效、催化范围广以及有效去除多种有机污染物等特点，在水处理和空气净化领域有广阔的应用前景，早期对二氧化钛光催化的研究，大多利用其胶体和颗粒悬浮体系来降解有机污染物，但是回收过程非常复杂困难。克服这一缺点的有效方法是制备负载型光催化剂。与单一二氧化钛相比，负载的二氧化钛体系液固分离容易，二氧化钛负载在载体表面，二氧化钛的利用率高，催化效率就高，可回收并重复使用，因此负载型二氧化钛光催化剂成为人们的研究的热点。制备稳定、牢固、高效的固定化二氧化钛是光催化技术实用化的关键问题之一。人们对负载型二氧化钛光催化特性产生了极大兴趣和关注，此后，有关负载型二氧化钛光催化剂的研究和开发日益活跃，随着对负载型二氧化钛光催化剂研究的不断深入，人们发现影响负载型二氧化钛光催化剂的活性主要有三个方面：（1）载体的选择；（2）制备方法；（3）二氧化钛粒径大小。

负载型二氧化钛光催化剂载体的作用，载体可将二氧化钛固定，克服了悬浮相二氧化钛粉末易流失、分离回收难的缺点；用载体将二氧化钛固定，便于对催化剂进行表面修饰并制成各种形状的光催化剂反应容器；将二氧化钛负载于载体表面，能够避免悬浮项中二氧化钛的团聚，增加了比表面积，提高二氧化钛的利用率。目前文献报道的制备二氧化钛负载光催化剂的载体类型包括：玻璃类、陶瓷类、吸附剂类和金属类；制备方法有：粉体烧结法、液相沉积法、溶胶-凝胶法、电沉积法、粘结剂法、离子交换法、物理气相沉积法等。

载体的本质直接决定着催化剂的催化性能，研究表明，载体大的比表面积是金属离子高度分散的前提。目前负载型催化剂常用的载体主要多孔材料，如氧化物、微孔分子筛、介孔氧化物、介孔分子筛和介孔碳材料，黄锦峰等研究了膨胀石墨负载纳米二氧化钛光催化剂的制备、表征与其光催化性能（黄锦峰等，膨胀石墨负载纳米二氧化钛光催化剂的制备、表征与其光催化性能，硅酸盐学报，2008，36（3）：325~330）；俞如越等研究了Al₂O₃负载型二氧化钛的制备与性能结构研究（俞如越等，负载型二氧化钛的制备与性能结构研究，涂料工业，2013，43（1）：56~59）申请号为201010216099.0的专利中公开了一种硅藻土基多孔陶瓷负载银掺杂纳米二氧化钛的制备方法。

资源短缺和环境污染已经成为当今世界的两大主要问题，因此，利用天然可再生资源，开发环境友好型产品和技术将成为可持续发展的必然趋势。本申请采用丝瓜络为纳米二氧化钛光催化剂的载体，丝瓜络为葫芦科一年生草本植物丝瓜的成熟果实中的维管束或者说丝瓜的枯老果实。丝瓜是我国夏秋季节常用蔬菜，全国大多数的省区有产，为栽培品，丝瓜络是地球非常丰富的再生资源，具有质轻价廉、可降解和环境友好等特点，丝瓜络由多层丝状纤维交织而成的网状物，体轻，质坚韧，不能折断，同时含木聚糖、甘露聚糖、半乳聚糖等，而且其具有亲水性，还带有丰富的配位基、很容易进行化学改性，国内丝瓜络改性后作为吸附剂在金属离子吸附中的应用。中国专利，申请号为201310566445.1的专利公开了一种纳米二氧化钛/丝瓜络复合光催化剂的制备方法，其特征是：利用硅烷偶联剂分别对光催化剂纳米二氧化钛和天然高分子材料丝瓜络进行包覆改性，其机理是硅烷偶联剂中的烷氧基与TiO2表面的羟基及丝瓜络表面的羟基反应从而使二氧化钛与丝瓜络改性，并且能提高二氧化钛的分散性。通过双功能团交联剂对改性后的产物进行交联反应，使得纳米二氧化钛和丝瓜络充分结合，实现纳米二氧化钛在丝瓜络表面的负载。本申请采用氧化丝瓜络表面，然后才水热法将纳米二氧化钛负载到丝瓜络表面上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丝瓜络负载纳米二氧化钛光催化剂的制备方法。

一种丝瓜络负载纳米二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于该方法具有以下工艺步骤：

（1）丝瓜络预处理：将丝瓜络用水洗涤去除泥土和杂质，放入容器中用水浸泡24h，以去除非纤维物质，将丝瓜络剪成小块清水洗净，干燥后进行粉碎，得到预处理丝瓜络；