[發明專利]一種絲素蛋白/TiO2復合催化劑的制備方法在審

申請號：	201611052694.9	申請日：	2016-11-25
公開（公告）號：	CN106732808A	公開（公告）日：	2017-05-31
發明（設計）人：	汪屹	申請（專利權）人：	江蘇愛西施科技服務咨詢股份有限公司
主分類號：	B01J31/38	分類號：	B01J31/38;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/22;C02F103/16
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種絲素蛋白 tio2 復合催化劑制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于光催化劑技術領域，具體涉及一種絲素蛋白/TiO₂復合催化劑的制備方法。

背景技術

光催化氧化還原技術是一種消除污染的環境友好先進技術，TiO₂穩定、無毒，反應條件溫和、活性好，應用前景廣泛。但TiO₂帶隙寬，僅能吸收太陽光中的紫外光，太陽光利用率及光量子效率較低。為此，諸多學者將TiO₂與不同材料進行復合改性，以提高納米TiO₂的可見光催化活性，研究較多的有半導體復合、金屬離子摻雜、非金屬離子摻雜、表面光敏化等多種改性手段。但將生物質材料與納米TiO₂進行復合改性從而制備新型光催化材料的研究尚處于起步階段。

絲素蛋白是蠶絲脫膠后得到的天然高分子纖維蛋白，它含有兩種蛋白質鏈，即重鏈(H-,約390kDa)和輕鏈(L-,約26kDa).這兩種蛋白質鏈由二硫鍵連接在一起。除此之外，絲素蛋白中還存在一種P25(約25kDa)的糖蛋白，并以非共價鍵的方式與重鏈和輕鏈相連。絲素蛋白主要以無規線團、α-螺旋和β-折疊鏈構象形式存在。研究表明蠶絲纖維的力學性能主要取決于其中的β-折疊鏈結構及其沿纖維軸方向高度取向的聚集態結構。

Cr(VI)常存在于電鍍廢水中，是一種毒性較大的致畸、致突變劑。一般認為，Cr(VI)的毒性是Cr(III)的100倍。由于光催化反應同時包含氧化及還原過程，可同時實現重金屬離子的還原與有機物的氧化降解，且能有效阻止光生載流子的復合，從而提高光催化反應效率。因此，重金屬離子與有機污染物共存體系的光催化去污技術研究具有重要意義。

發明內容

解決的技術問題：本發明提供了一種絲素蛋白/TiO₂復合催化劑的制備方法，所得光催化劑具有良好的光催化活性，還原Cr(VI)效率達36％以上。

技術方案：一種絲素蛋白/TiO₂復合催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將蠶絲置于含0.1-0.3wt.％木瓜蛋白酶和0.4-0.7wt.％纖維素酶的碳酸鈉溶液中，浸泡，經去離子水清洗后得到絲素蛋白；

步驟2，將絲素蛋白5-10g加至氯化鈣、乙醇、水的混合液100-200mL中，升溫至80-90℃保溫20-30min，混合液導入陶瓷超濾膜進行過濾，得到濃縮液；

步驟3，以重量份計，將鈦酸四丁酯5-10份、乳化劑0.1-0.5份加至無水乙醇10-20份中，攪拌條件下加入稀硝酸溶液20-40份，分散，得到溶膠；

步驟4，將步驟3所得溶膠與步驟2所得濃縮液混合，加入0.1-0.5wt.％檸檬酸、0.1-0.3wt.％卵磷脂、0.2-0.4wt.％殼聚糖、0.3-0.7wt.％偶聯劑，攪拌反應，減壓濃縮后將所得顆粒置于馬弗爐中煅燒，即得。

進一步地，步驟1中碳酸鈉溶液濃度為10-20wt.％。

進一步地，步驟1中浸泡條件為70-90℃、40-60min。

進一步地，步驟2中陶瓷超濾膜的平均孔徑為200-300nm。

進一步地，步驟3中分散條件為1000-1200rpm、20-30min。

進一步地，步驟4中攪拌反應條件為50-70℃、200-300rpm、10-15min。