[发明专利]二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种二氧化钛‑氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用。该方法包括如下步骤：(1)将聚氨酯海绵进行清洗预处理，然后干燥得到预处理聚氨酯海绵；(2)将氧化石墨烯加入水中分散，得到氧化石墨烯水溶液；(3)将二氧化钛加入水中分散，得到二氧化钛水溶液；(4)将预处理聚氨酯海绵浸入氧化石墨烯水溶液中进行一次浸泡，取出沥干水分，进行一次干燥，得到氧化石墨烯聚氨酯海绵；(5)将氧化石墨烯聚氨酯海绵浸入二氧化钛水溶液中进行二次浸泡，取出沥干水分，进行二次干燥，获得二氧化钛‑氧化石墨烯复合海绵。本发明的二氧化钛‑氧化石墨烯复合海绵具有较高的吸附催化性能。

技术领域

本发明涉及一种二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用。

背景技术

酚类化合物作为化学工业的基本原料，广泛应用于工业制造中。常见酚类化合物有甲酚、氯酚、萘酚、氨基酚、硝基酚和苯酚等，在废水中以甲酚和苯酚污染最突出。含酚废水主要来源于塑料厂、焦化厂、石油化工厂、染料厂、农药厂、树脂厂等。酚类化合物具有致癌、致畸、致突变等危害。当酚类化合物污染水体后，必然会危害农作物和人类食品和饮水安全，威胁人类健康。因此，含酚废水处理已成为水处理领域的一个重点治理项目。

目前针对含酚废水的处理方法主要包括三大类：生物法、物理法、化学法。物理法具有简单、易操作、成本低等优点，但是该方法对含酚浓度比较低的废水处理效果较好，对含酚浓度比较高的废水处理效果不理想，达不到国家排放标准。现有技术中，将物理法和化学法结合使用的吸附催化技术是最具前景的含酚废水处理技术之一。

CN105854861A公开了一种石墨烯-二氧化钛复合物光催化剂的制备方法，以三氯化钛、正己烷、正戊醇、十六烷基三甲基溴化铵和氧化石墨烯为原料，通过水热法反应制得石墨烯-二氧化钛复合物光催化剂，该法工艺较复杂，催化剂回收困难。CN102350335A公开了一种室温制备纳米二氧化钛/石墨烯复合水凝胶的方法，该方法使用二氧化钛纳米材料和氧化石墨烯分散液混合，获得石墨烯-二氧化钛复合物，由于二氧化钛容易团聚结块，不能良好的分散在石墨烯片层上，影响了其光催化性能。CN108452789A公开了一种复合光催化剂及其制备方法和降解有机酚的方法，本方法通过将二氧化钛、石墨烯和水混合，然后经过热处理获得复合光催化剂，用来降解有机酚，降解120min，降解率最高为60％，降解效果不佳。

由此，研发一种高效处理含酚污水的吸附催化材料十分必要。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的制备方法，所述制备方法工艺简单，无二次污染，能够稳定制备二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵。

本发明的另一个目的在于提供一种二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵，对废水中的酚类化合物通过物理吸附和化学催化降解进行去除，无二次污染，去除效率高，适用于不同浓度的含酚废水；相比于粉类吸附剂，易于分离和回收，可以重复利用。

本发明的再一个目的在于提供一种二氧化钛-氧化石墨烯在处理含酚污水中的应用，尤其是处理污水中的苯酚。

本发明采用如下技术方案实现上述目的。

一方面，本发明提供一种二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚氨酯海绵进行清洗预处理，并干燥得到预处理聚氨酯海绵；

(2)将氧化石墨烯加入水中分散，得到氧化石墨烯浓度为2～10mg/ml的氧化石墨烯水溶液；

(3)将二氧化钛加入水中分散，得到二氧化钛浓度为0.2～2mg/ml的二氧化钛水溶液；

(4)将预处理聚氨酯海绵浸入氧化石墨烯水溶液中进行一次浸泡，取出沥干水分，进行一次干燥，得到氧化石墨烯聚氨酯海绵；其中，一次干燥温度为50～100℃，时间为0.2～10h；