[发明专利]一种复合光触媒材料及其制备方法

说明书

本案涉及一种复合光触媒材料及其制备方法，复合光触媒材料是采用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和马来酸酐预先共聚制得PDMC‑MAH；然后将其与双端氨基聚乙二醇反应引入N和聚醚链，将其溶解于四氢呋喃中得到溶液A；并与蒙脱土悬浮液混合得到浆料B；之后在浆料B中加入十二烷基苯磺酸钠和四氯化钛分散均匀，静置陈化后在乙醇的超临界状态下缓释流体，最后煅烧得到粉体，即复合光触媒。本发明以预先插层改性的蒙脱土作为基体材料负载二氧化钛，增加了材料表面的活性位点，避免二氧化钛的团聚，进而提高复合光触媒的光催化活性；经聚合物插层改性的蒙脱土也表现出了良好的吸附特性，进一步增加了复合光触媒对印染废水的催化降解效果。

技术领域

本发明涉及光触媒技术领域，具体为一种复合光触媒材料及其制备方法。

背景技术

光触媒技术是近年来新流行起来的一项技术，光触媒是一种以纳米二氧化钛为代表的光催化剂，能有效降解空气中的有毒有害气体，目前在除甲醛、净化空气上应用广泛。此外，光触媒在光照条件下可使水中的羟基、卤代物、羧酸等物质发生氧化还原反应并逐步降解，因而有能用于废水处理技术领域。利用纳米二氧化钛材料对印染废水进行光触媒处理，近年来也得到了广泛关注和研究。但在实际应用中还受到较大的阻力，例如二氧化钛表面超亲水性导致对有机物吸附能力较差，在高浓度和高色度的废水中，采用单纯的二氧化钛光触媒技术难以达到有效的降解，并且光催化剂的不均匀分布和聚集也会导致光利用率和光催化率的低下，难循环利用也是一大问题。因此，光触媒在水处理中的整体处理效果始终不能令人满意。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提出了一种采用膨润土作为基体材料负载二氧化钛制备复合光触媒的方法，制得的光触媒在高浓度和高色度的印染废水中依然具有较好的吸附效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种复合光触媒材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和马来酸酐按照一定质量比加入到反应瓶中，通入氮气鼓吹30min，加入引发剂和有机溶剂，在氮气保护下于70℃反应1～2h，反应结束后用四氢呋喃溶解，并在石油醚中沉淀，将固体烘干后制得PDMC-MAH；

S2：取一定量PDMC-MAH溶解于N,N-二甲基甲酰胺和乙酸的混合溶液中，加入双端氨基聚乙二醇升温至120℃反应，反应结束后用四氢呋喃溶解，并在甲醇中沉淀，烘箱中烘干；取烘干后的固体溶解于四氢呋喃中得到溶液A；

S3：称取一定量蒙脱土，研磨后超声分散在去离子水中，磁力搅拌2-4h，静置形成悬浮液；将悬浮液升温至50～60℃，随后缓慢滴加溶液A，滴加完成会继续反应2h，得到浆料B；

S4：在所述浆料B中加入一定量的十二烷基苯磺酸钠搅拌均匀，之后加入一定量的四氯化钛分散均匀，用氨水调节pH至8-9，静置陈化一天；采用无水乙醇洗涤，在乙醇的超临界状态下缓释流体，之后于350℃下煅烧，得到粉体C，即复合光触媒。

优选地，所述S1中甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和马来酸酐的摩尔比为3-6:4-7，引发剂的用量是该二者总摩尔量的0.5％。

优选地，所述S1中引发剂为偶氮类引发剂；所述有机溶剂为1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺或四氢呋喃。

优选地，所述S2中PDMC-MAH和双端氨基聚乙二醇的摩尔比为1:0.4～0.6，溶液A的浓度为10～50mg/ml。

优选地，所述悬浮液中蒙脱土的质量分数为10～50mg/ml。

优选地，所述S4中浆料B以其中蒙脱土的质量计，其与十二烷基苯磺酸钠和四氯化钛的质量比为1:0.01:1～2。

本发明进一步提供一种如上所述的制备方法制得的复合光触媒材料。