[發明專利]一種改性鈦酸鹽納米材料的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201510331422.1
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN104923149B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 劉宏芳;劉宏偉;張露;董爽;付朝陽;肖菲;王得麗
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/30;C01G23/00;B82Y30/00;B82Y40/00;C02F1/28
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 曹葆青

1.一種改性鈦酸鹽納米吸附劑材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一：反應參與物的混合

將介孔TiO₂納米帶單體和量子點CdS單體共同作為反應參與物混合于輔助溶液中；

其中所述輔助溶液為OH^-離子的濃度為0.3mol/L～0.8mol/L、乙醇的質量分數為30%～60%的水溶液，所述介孔TiO₂納米帶單體和所述量子點CdS單體的質量比為50:1～150:1，所述反應參與物與所述輔助溶液的質量比為3:1000～1:100；

步驟二：改性鈦酸鹽納米吸附劑材料的制備

將步驟一制得的懸濁液超聲分散，并用水熱法使其充分反應，由此制得改性鈦酸鹽復合物；最后，將上述復合物冷卻后反復洗滌直至洗滌液的pH為中性，干燥后即得到所需的改性鈦酸鹽納米吸附劑材料。

2.如權利要求1所述的一種改性鈦酸鹽納米吸附劑材料的制備方法，其特征在于，步驟一中所述介孔TiO₂納米帶單體與所述量子點CdS單體的質量比進一步設定為80:1～120:1。

3.如權利要求1所述的一種改性鈦酸鹽納米吸附劑材料的制備方法，其特征在于，步驟一中所述輔助溶液的OH^-離子的濃度進一步設定為0.4mol/L～0.6mol/L。

4.如權利要求1所述的一種改性鈦酸鹽納米吸附劑材料的制備方法，其特征在于，對于步驟一而言，介孔TiO₂納米帶單體的制備方法如下：

將P25型TiO₂分散于輔助溶液中成濃度為10g/L～40g/L的懸濁液，并用水熱法使TiO₂與輔助溶液中的OH^-充分反應；反應生成的白色沉淀轉移至H⁺濃度為0.06 mol/L～0.2mol/L的酸溶液中攪拌以中和所述白色沉淀上未反應完全的OH^-，最后將所述白色沉淀反復洗滌并干燥后，研磨并煅燒處理即得到所需的介孔TiO₂納米帶單體；

用于分散P25型TiO₂的輔助溶液為水溶液，其中，KOH或NaOH的濃度為3mol/L～8mol/L，乙醇的質量分數為30%～60%。

5.如權利要求1所述的一種改性鈦酸鹽納米吸附劑材料的制備方法，其特征在于，對于步驟一而言，量子點CdS單體的制備方法如下：

將硫化鈉或硫化鉀以及水溶性Cd鹽作為反應物溶于去離子水，使得溶液中S^2-與Cd²⁺的摩爾比為1:1～2:1，再將聚乙烯吡咯烷酮作為保護劑并用水熱法充分反應得到CdS粗產物；冷卻到室溫后，通過離心，再反復洗滌所述CdS粗產物，干燥后得到所需的量子點CdS單體；

其中，所述反應物與去離子水的質量比為1:20～1:40。

6.一種根據權利要求1-5任意一項所述的方法制備的改性鈦酸鹽納米吸附劑材料在有機陽離子染料吸附上的應用。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，其中所述有機陽離子染料為亞甲基藍或中性紅。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，其中所述改性鈦酸鹽納米吸附劑材料對亞甲基藍的最大吸附容量為1850.86 mg/g，對中性紅的最大吸附容量為1785.62 mg/g。