[发明专利]一种TiO2

说明书

本发明涉及水污染处理技术领域，且公开了一种TiO₂接枝壳聚糖的光催化降解‑吸附复合材料，包括以下配方原料及组分：聚乙烯亚胺接枝纳米TiO₂，壳聚糖多孔微球、丙烯酰氯和三乙胺。聚乙烯亚胺接枝纳米TiO₂的氨基与丙烯酰化壳聚糖多孔微球的烯基进行迈克尔加成反应，使聚乙烯亚胺、纳米TiO₂和壳聚糖有机结合，通过共价键修饰使纳米TiO₂紧密吸附在壳聚糖的表面和微球内部，很难发生脱落和相分离，形成TiO₂接枝壳聚糖的光催化降解‑吸附复合材料，壳聚糖和聚乙烯亚胺组分对Cu²⁺等重金属离子具有优异的螯合吸附作用，纳米TiO₂对亚甲基蓝等有机污染物具有良好的光催化降解性能，在协同作用下起到优异的污染物处理效果。

技术领域

本发明涉及水污染处理技术领域，具体为一种TiO₂接枝壳聚糖的光催化降解-吸附复合材料及其制法。

背景技术

我国的水资源丰富，但是人均占有量很少，并且许多城市和居民都处于缺水状态，然而近年来我国的水污染问题越来越严重，造成了不良的社会影响和经济损失，目前水污染物主要有无机污染物，如酸、碱、重金属离子等，以及有机污染物，如有机溶剂、有机染料等，严重污染和破坏了自然水源和水体环境。

目前对于水污染的治理方法主要有物理吸附法、化学氧化法、化学沉淀法等，光催化降解是一种高效的水污染处理方法，其中纳米二氧化钛具有带隙窄、光化学活性优异，在光催化降解方面具有重要的研究和应用，聚乙烯亚胺等多胺类化合物质可以与铜离子、铬离子等形成结构稳定的螯合物，可以作为吸附剂对重金属离子进行高效吸附，壳聚糖是一种丰富的天然高分子聚合物，含有大量的活性氨基基团和羟基基团，可以与多种过渡金属离子形成络合物，从而起到吸附效果，因此可以将纳米二氧化钛、聚乙烯亚胺、壳聚糖结合，得到具有光催化降解和络合吸附的综合性水污染处理剂。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种TiO₂接枝壳聚糖的光催化降解-吸附复合材料及其制法，解决了传统的壳聚糖吸附材料不具有光催化降解的功能。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种TiO₂接枝壳聚糖的光催化降解-吸附复合材料：包括以下原料及组分，聚乙烯亚胺接枝纳米TiO₂，质量比为100:250-350:200-270的壳聚糖多孔微球、丙烯酰氯和三乙胺。

优选的，所述TiO₂接枝壳聚糖的光催化降解-吸附复合材料制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入三氯甲烷溶剂和纳米TiO₂，超声分散均匀后加入4-溴丁酰氯，置于恒温水浴装置中加热至50-60℃，回流反应20-30h，减压蒸馏除去溶剂，水浴乙醇和蒸馏水洗涤固体产物并干燥，制备得到溴化纳米TiO₂。

(2)向反应瓶中加入1,4-二氧六环溶剂和溴化纳米TiO₂，超声分散均匀后加入聚乙烯亚胺，加热至80-100℃，回流反应25-35h，真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物并干燥，制备得到聚乙烯亚胺接枝纳米TiO₂。

(3)向反应瓶中加入质量分数为1-2％的醋酸溶液和壳聚糖，控制壳聚糖的质量分数0.5-1.5％，作为分散相溶液。

(4)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，体积比为1:12-15，加入质量分数为1-2％的氢氧化钠，在-10至-20℃中冷却，作为反转相溶液。

(5)向反应瓶中加入正己烷溶剂、总质量分数为2.5-7.5％的乳化剂吐温60和司盘80，两者质量比为1:20-30，作为连续相溶液。