[发明专利]一种TiO2

说明书

本发明涉及一种功能纳米材料及声敏剂制剂领域，尤其涉及一种TiOsubgt;2/subgt;‑TiC/Fe声敏剂及其制备方法和应用，属于功能无机纳米材料技术领域；称取MXene、乙二醇、异丙醇、氢氟酸、水、双氧水和FeClsubgt;3/subgt;，混合连续超声处理，之后在水热法下磁力搅拌；之后将所得溶液添加到聚四氟乙烯高压反应釜中，在干燥箱中加热；反应完成后，将底部的沉淀移至离心管中，并用去离子水和乙醇离心；去除上清液后，将沉淀物干燥；反应完全后得到TiOsubgt;2/subgt;‑TiC/Fe声敏剂；本发明的TiOsubgt;2/subgt;‑TiC/Fe声敏剂具有芬顿催化性能和良好的生物安全性及生物可降解性。

技术领域

本发明涉及一种功能纳米材料及声敏剂制剂领域，尤其涉及一种TiO₂-TiC/Fe声敏剂及其制备方法和应用，属于功能无机纳米材料技术领域。

背景技术

2D层状MXene材料（二维金属碳/硫化物）由于其亲水表面、层状结构、良好的化学稳定性、优异的导电性和环境友好特性而引起了广泛的研究。特别是，一种使用HCl和LiF代替高浓度HF溶液的新型温和除铝方法出现，为在电池、催化和超级电容器中大规模开发这些2D层状MXene材料铺平了道路。

除铝后MXene外表面通过形成Ti-OH或Ti-F键被OH或F基团终止。因此，直接和简单的应用于OH或F基团，其中潜在的应用是通过相变方面原位合成一些新的2D层状TiO₂–C衍生物。已有报道新的TiO₂杂化结构，具有良好的催化性能。基本上，Ti-O、Ti-F和Ti-C键的形成对于开发一些新的脱氢催化剂特别有利。而开发的MXene(Ti₃C₂(OH_xF_1-x)₂)材料含有更大量的这种键。同时，MXene还可以通过热分解或水热反应转变为TiO₂结构，可用作锂离子电池电极或吸附剂。它们都为设计新型催化剂提供了一些先决条件。

在水源地蓝藻水华频发的背景下，大部分水处理工厂通过传统完全混合式的混凝/絮凝去除藻类，但蓝藻仍是水质安全的严重隐患。其主要原因是：（1）胞外聚合物消耗混凝剂，使得混凝除藻效能下降。（2）“化学预氧化”可通过破坏胞外聚合物结构，促进混凝除藻。但是，加氯、通臭氧、投放高锰酸盐等预氧化技术大多需要与藻类细胞进行长时间接触，增加了藻细胞破裂后产生致癌的藻源性污染物的风险。（3）新型技术，如光/纳米平台协同预氧化蓝藻，可保持藻细胞的完整性。但是，紫外、可见光穿透力差，限制了光催化的作用深度。另外，水中分散的颗粒催化剂产生的自由基无法快速与藻细胞表面的胞外聚合物接触，降低了预氧化能力。

超声除藻技术是将声能作为激发能源的一种控藻方式。相对于光催化易受水体的浑浊度影响，而超声在水中具有良好的穿透力。为了扩大超声除藻的优势，提高短寿命的自由基利用率，通过制备具有纳米通道结构的钛基声敏剂材料，将较低强度的超声辐射用于调控预氧化增效混凝除藻的工作，强化自由基传质，提高氧化能效。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种TiO₂-TiC/Fe声敏剂及其制备方法和应用，具有良好除藻作用，同时又具有良好的生物安全性及生物可降解性。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种TiO₂-TiC/Fe声敏剂，所述TiO₂-TiC/Fe声敏剂由Mxene材料和掺杂型声敏剂组成，所述Mxene材料由Ti₃AlC₂或Ti₃SiC₂通过酸化剥离Al或Si层得到层状结构的纳米碳化钛Ti₃C₂，所述掺杂型声敏剂包括二氧化钛以及掺杂于所述二氧化钛中的过渡金属铁。