[發明專利]一種棕櫚樹皮負載納米二氧化鈦光催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201610087757.8
• 申請日: 2016-02-17
• 公開（公告）號: CN105728057B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 李慧芝;李冬梅;盧燕
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;B01J21/06;C02F1/32
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業)37240
• 代理人: 李茜

技術領域

本發明關于負載催化劑制備技術領域，特別涉及一種棕櫚樹皮負載納米二氧化鈦光催化劑的制備方法及在處理廢水中的應用。

背景技術

納米二氧化鈦作為一種光催化劑，在紫外光照射下具有極強的氧化能力以及吸附降解污染物的能力，納米二氧化鈦光催化劑具有高效、催化范圍廣以及有效去除多種有機污染物等特點，在水處理和空氣凈化領域有廣闊的應用前景，早期對二氧化鈦光催化的研究，大多利用其膠體和顆粒懸浮體系來降解有機污染物，但是回收過程非常復雜困難。克服這一缺點的有效方法是制備負載型光催化劑。與單一二氧化鈦相比，負載的二氧化鈦體系液固分離容易，二氧化鈦負載在載體表面，二氧化鈦的利用率高，催化效率就高，可回收并重復使用，因此負載型二氧化鈦光催化劑成為人們的研究的熱點。制備穩定、牢固、高效的固定化二氧化鈦是光催化技術實用化的關鍵問題之一。人們對負載型二氧化鈦光催化特性產生了極大興趣和關注，此后，有關負載型二氧化鈦光催化劑的研究和開發日益活躍，隨著對負載型二氧化鈦光催化劑研究的不斷深入，人們發現影響負載型二氧化鈦光催化劑的活性主要有三個方面：（1）載體的選擇；（2）制備方法；（3）二氧化鈦粒徑大小。

負載型二氧化鈦光催化劑載體的作用，載體可將二氧化鈦固定，克服了懸浮相二氧化鈦粉末易流失、分離回收難的缺點；用載體將二氧化鈦固定，便于對催化劑進行表面修飾并制成各種形狀的光催化劑反應容器；將二氧化鈦負載于載體表面，能夠避免懸浮項中二氧化鈦的團聚，增加了比表面積，提高二氧化鈦的利用率。目前文獻報道的制備二氧化鈦負載光催化劑的載體類型包括：玻璃類、陶瓷類、吸附劑類和金屬類；制備方法有：粉體燒結法、液相沉積法、溶膠-凝膠法、電沉積法、粘結劑法、離子交換法、物理氣相沉積法等。

載體的本質直接決定著催化劑的催化性能，研究表明，載體大的比表面積是金屬離子高度分散的前提。目前負載型催化劑常用的載體主要多孔材料，如氧化物、微孔分子篩、介孔氧化物、介孔分子篩和介孔碳材料，黃錦峰等研究了膨脹石墨負載納米二氧化鈦光催化劑的制備、表征與其光催化性能（黃錦峰等，膨脹石墨負載納米二氧化鈦光催化劑的制備、表征與其光催化性能，硅酸鹽學報，2008，36（3）：325~330）；俞如越等研究了Al₂O₃負載型二氧化鈦的制備與性能結構研究（俞如越等，負載型二氧化鈦的制備與性能結構研究，涂料工業，2013，43（1）：56~59）申請號為201010216099.0的專利中公開了一種硅藻土基多孔陶瓷負載銀摻雜納米二氧化鈦的制備方法。

本申請采用棕櫚樹皮為納米二氧化鈦光催化劑的載體，棕櫚樹是多年生的常綠喬木植物，高可達7米；干直立，不分枝，為葉鞘形成的棕衣所包；因此棕櫚樹皮的纖維很長、強度大，通常用作制作床墊，是十分寶貴的生態資源之一，是一種可再生資源。目前棕櫚樹廣泛種植長江以南地帶，是十分珍貴的長纖維原料。這種天然高分子材料應用制作吸附具有天然、綠色、可生物降解、機械強度大、抗腐蝕能力強等特點，棕櫚樹皮作為催化劑載體十分理想，國外對棕櫚樹皮作為催化劑載體已有報道，中國專利申請號為：201410186343.1的專利中公開了一種棕櫚樹皮負載納米Pd-Cu催化劑的制備方法及應用，其特征是利用巰基棕櫚樹皮的巰基特性，通過調節反應體系的pH值使巰基與金屬離子充分吸附，然后采用水合肼還原，使金屬顆粒細小、均勻的負載在棕櫚樹皮的表面上，制備一種具有高活性的負載納米Pd-Cu的催化劑。本申請通過水熱條件下將二氧化鈦負載到棕櫚樹皮上。

發明內容

本發明的目的在于提供一種棕櫚樹皮負載納米二氧化鈦光催化劑的制備方法及應用。

一種棕櫚樹皮負載納米二氧化鈦光催化劑的制備方法，其特征在于該方法具有以下工藝步驟：

（1）棕櫚樹皮預處理：將棕櫚樹皮用水洗滌去除泥土和雜質，放入容器中用水浸泡3~5天，以去除非纖維物質，將棕櫚樹皮剪成小塊清水洗凈，干燥后進行粉碎，得到預處理棕櫚樹皮；

（2）棕櫚樹皮氧化處理：在反應器中，按如下組成質量百分比加入，去離子水：32~40%，過硫酸鉀：12~18%，溶解后將32~40%的濃硫酸緩慢加入，攪拌冷卻到室溫，再將10~18%的預處理棕櫚樹皮加入，各組分之和為百分之百，室溫浸泡4~6h，煮沸10min，冷卻后用去離子水洗滌至中性，固液分離，干燥，得氧化棕櫚樹皮；