[发明专利]一种以木质素为模板合成介孔TiO2光催化剂的方法

摘要

本发明公开了一种以木质素为模板合成介孔TiO₂光催化剂的方法。以木质素为模板剂、四氯化钛为钛源，采用超声波辅助法制得TiO₂/木质素复合前驱体，在氧气气氛中程序升温焙烧脱模制得介孔TiO₂光催化剂。本发明制得的TiO₂具有较高的比表面积和良好的孔隙结构，且紫外光催化活性比传统TiO₂高。该技术不仅有望解决传统制备介孔材料带来环境污染、制备条件相对苛刻、所制得材料性能不甚理想等问题；而且可以提高对我国造纸工业的主要副产物碱木质素的综合开发和利用，以减少碱木质素直接排放造成严重环境污染和对资源的极大浪费。对于缓解资源危机、维持可持续发展具有重要的现实意义。

主权项

一种以木质素为模板合成介孔TiO₂光催化剂的方法，其特征在于：以木质素为模板剂、四氯化钛为钛源，采用超声波辅助法制得介孔TiO₂；包括以下步骤：（1）将粗碱木质素溶于质量分数为10%的NaOH溶液中，过滤除去不溶物，得到纯化的碱木质素溶液，在搅拌条件下缓慢滴加HCl溶液调节纯化的碱木质素溶液pH=4，反应1 h后，真空抽滤，用蒸馏水洗涤滤饼至中性，将滤饼在85℃真空干燥至恒重，即制得木质素；（2）在100~300mL去离子水加入步骤（1）所制得的木质素0.5~5g，在超声波的作用下缓慢加入5~10mL的TiCl₄；反应10~15min后，升温至50~60℃，反应20min后，用质量分数为8%的氨水调节溶液的pH=7，反应20~25min；（3）将步骤（2）反应后的物料陈化5h后，水洗4次再用乙醇洗3次；将洗后的物料在85℃下真空烘干至恒重，研磨；再放进石英管式反应器，通入氧气，以10~30℃/min的速率升温至400~800℃，保温1~4h，自然冷却至室温，即制得所述的介孔TiO₂光催化剂；步骤（2）中超声波功率为300~500W。