[发明专利]一种珊瑚礁状TiO2

说明书

本发明公开了一种珊瑚礁状TiO₂(C)材料的制备方法和产品及其应用，包括，将预处理玉米秸秆炭化处理，制得玉米秸秆生物炭骨架；将玉米秸秆生物炭骨架加入无水乙醇溶液中，搅拌均匀后缓慢加入四异丙氧基钛，继续搅拌获得溶液A；将冰醋酸和无水乙醇混合，搅拌均匀后，获得溶液B；在室温下将所述溶液B缓慢加入所述溶液A中，搅拌均匀制得混合料液，在60～80℃条件下真空浸渍10～12h后，将干燥后的样品在500～600℃下煅烧6～7h，即获得珊瑚礁状TiO₂(C)材料。本发明制得的珊瑚礁状结构TiO₂(C)为电子的转移提供了更多的通道，有利于暴露更多的活性位点，抑制光生电子‑空穴对的复合，对选定的四环素模型分子的光催化去除效率高。

技术领域

本发明属于光催化材料制备技术领域，具体涉及到一种珊瑚礁状TiO₂(C) 材料的制备方法和产品及其应用。

背景技术

土壤和水体污染是当代社会面临的主要挑战之一，需要有效的方法和相关技术来解决这些问题。药物抗生素在人类和动物治疗方面已被广泛运用。然而，土壤和水体中存在的抗生素污染物对人类健康和生态系统的平衡构成了巨大威胁。

因此，如何从土壤和废水中去除抗生素污染物已成为研究中的一个热门问题。在众多抗生素中，四环素(TC)在人类水产养殖和兽药中被广泛使用，并经常在地表和地下水环境中被检测到，这是抗生素污染的主要来源之一。此外，抗生素具有较强的稳定性和抗菌性能，通过传统的废水净化技术，如物理吸附、膜过滤、生物降解、电化学氧化、臭氧氧化、活性污泥等，这些常规技术通常无法实现抗生素污染物的完全降解，而且会导致某些有毒有机中间体的形成。其中，光催化技术被认为是从废水中完全去除抗生素污染物的一种有前景的绿色方法之一。

众所周知，二氧化钛(TiO₂)是一种具有光催化活性的半导体材料，由于无毒，价格低廉，反应活性高，对化学腐蚀和光腐蚀等具有良好的稳定性而成为最具有研究价值的材料之一。然而，TiO₂属于宽带隙半导体，只能吸收太阳光谱中波长小于380nm的紫外光，对太阳光的利用率较低，不到5％。而且，在 TiO₂的三种晶型中仅有锐钛矿相(3.2eV)和金红石相(3.0eV)具有良好的光催化活性。为此，研究工作者尝试了各种方法来解决这些问题，例如，离子掺杂，形态调控，贵金属负载和异质结构建等，但是催化活性还是较低。

同时，TiO₂是一类具有强氧化性和还原性的新型无机功能材料，它对水中的有机物具有较好的去除能力，但在实际废水处理中存在分离和回收困难等问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种珊瑚礁状TiO₂(C) 材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种珊瑚礁状TiO₂(C) 材料的制备方法，包括，原材料玉米秸秆预处理，制得预处理玉米秸秆；将预处理玉米秸秆炭化处理，制得玉米秸秆生物炭骨架，其中，N₂充入速率：80～100 mL/min，升温速率：6～8℃/min，炭化温度：300～800℃，炭化时间：7h；将玉米秸秆生物炭骨架加入无水乙醇溶液中，搅拌均匀后缓慢加入四异丙氧基钛，继续搅拌获得溶液A；将冰醋酸和无水乙醇混合，搅拌均匀后，获得溶液 B；在室温下将所述溶液B缓慢加入所述溶液A中，搅拌均匀制得混合料液，在60～80℃条件下真空浸渍10～12h后，将干燥后的样品在500～600℃下煅烧 6～7h，除去玉米秸秆生物炭骨架，即获得珊瑚礁状TiO₂(C)材料。