[发明专利]一种TiO2

说明书

本发明涉及材料制备技术领域，具体公开一种TiO₂@ZIF‑67复合纳米材料及其制备方法和应用。制备方法如下：将可溶性钴盐的醇溶液，加入纳米二氧化钛的醇分散液中，混合均匀，然后加入2‑甲基咪唑的醇溶液，超声反应，得TiO₂@ZIF‑67前驱体；另取可溶性钴盐的醇溶液，加入TiO₂@ZIF‑67前驱体，分散均匀，然后将分散液加入水热釜中，于130‑150℃反应3‑4h，得TiO₂@ZIF‑67复合纳米材料。本发明制备的复合材料为具有三维花瓣状结构的新型复合材料，可通过简单的物理吸附高效去除偶氮染料，极大地提高了吸附效率，同时，具有良好的重复利用性，在偶氮染料水处理技术领域具有较高的工业推广价值。

技术领域

本发明涉及材料制备的技术领域，尤其涉及一种TiO₂@ZIF-67复合纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着染料纺织工业的迅速发展，染料废水的大量排放对周围的生态环境带来的污染问题越来越严重。偶氮染料是目前应用最多的一种染料，在目前市场上流通的2000多种染料中，有2/3是偶氮染料。偶氮染料种类繁多，分子结构中一般含有一个或多个性质稳定的芳香环基团，性质非常稳定且不可降解。偶氮染料进入水体后会减弱水体的透光性，使水生植物光合作用减弱，导致水中溶解氧减少，水质恶化，甚至还会造成水生生物幼体发生不同的畸变和死亡，并可以渗透到土壤中被水生植物吸收积累。在厌氧条件下，偶氮染料还容易还原分解出致癌芳香胺，是亟待治理的污染物之一。

常见的偶氮染料废水处理方法有活性炭吸附法、Fenton化学氧化法、催化氧化法、臭氧氧化法和生物法等。不同的处理方法对染料废水的处理效果不同，但目前仍缺乏高效处理染料废水的实用技术。吸附法由于处理量大，反应时间短，无毒害物质生成，是目前较为理想的偶氮染料去除方法。目前，常用的吸附剂包括可再生吸附剂如活性炭、离子交换纤维等和不可再生吸附剂如各种天然矿物(如膨润土、硅藻土等)、工业废料(如煤渣、粉煤灰)等。目前活性炭是最常用的吸附剂，但存在吸附效率较低，且再生困难，成本高的缺点。

发明内容

针对现有技术中目前普遍使用的吸附偶氮染料的吸附剂存在吸附效率较低，以及再生困难，成本高的问题，本发明提供一种TiO₂@ZIF-67复合纳米材料及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种TiO₂@ZIF-67复合纳米材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、将可溶性钴盐和2-甲基咪唑分别溶于醇溶剂中，得可溶性钴盐溶液和2-甲基咪唑溶液；

将纳米二氧化钛颗粒分散于醇溶剂中，得纳米二氧化钛分散液；

步骤二、取所述可溶性钴盐溶液，加入所述纳米二氧化钛分散液中，混合均匀，然后加入所述2-甲基咪唑溶液，超声反应，固液分离，洗涤，干燥，得TiO₂@ZIF-67前驱体；

步骤三、另取所述可溶性钴盐溶液，加入所述TiO₂@ZIF-67前驱体，分散均匀，然后将分散液加入水热釜中，于130-150℃反应3-4h，固液分离，洗涤，干燥，得所述TiO₂@ZIF-67复合纳米材料。

相对于现有技术，本发明提供的TiO₂@ZIF-67复合纳米材料的制备方法具有如下优点：