[發(fā)明專利]用于光催化氧化的莫來石負(fù)載TiO2和制備方法及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710750614.5
• 申請(qǐng)日: 2017-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN107570135A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左可勝;鄭媛;王浩;鄭英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J21/16
• 分類號(hào): B01J21/16;B01D53/86;B01D53/56;C02F1/32;C02F1/72
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)61218
• 代理人: 惠文軒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及去除污染物的環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于光催化氧化的莫來石負(fù)載TiO₂和制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

染料廢水、氮氧化物排放到環(huán)境中都會(huì)造成污染，目前常見的污染物處理方法主要有膜分離法、萃取法、輻射法、氧化法、混凝法、吸附法等。其中，膜分離法由于膜價(jià)格昂貴，濃差極化導(dǎo)致膜污染等因素，使得它的大規(guī)模應(yīng)用受到限制；萃取法萃取液消耗量大，成本較高；輻射法電耗高，輻射裝置價(jià)格昂貴，且會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，需額外配置防護(hù)裝置，不能廣泛推廣應(yīng)用；混凝法應(yīng)用廣泛，但存在穩(wěn)定性差的問題；吸附法容易造成吸附易達(dá)飽和、效率不高、不易回收等問題。氧化法有高溫深度氧化法、化學(xué)氧化法及光催化氧化法。高溫氧化用于廢水處理不合適，化學(xué)氧化法容易產(chǎn)生氧化劑二次污染，而光催化氧化應(yīng)用于染料廢和及氮氧化物污染物的治理過程中，不用向體系添加氧化劑，避免了氧化劑的二次污染，具有無化學(xué)藥劑添加、成本低和無污染等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

TiO₂作為一種最常用的光催化劑，在紫外線下對(duì)染料、氮氧化物均可有效催化氧化，但是其光催化氧化效率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種用于光催化氧化的莫來石負(fù)載TiO₂和制備方法及其應(yīng)用，莫來石負(fù)載TiO₂的光催化氧化速度更快、效果更好、性質(zhì)穩(wěn)定、對(duì)環(huán)境無公害，且對(duì)染料和氮氧化物的治理效果更佳；其制備方法簡(jiǎn)單、成本低廉，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

(一)用于光催化氧化的莫來石負(fù)載TiO₂，包括以下原料：無水乙醇、鈦酸丁酯和莫來石。

優(yōu)選地，所述無水乙醇、鈦酸丁酯與莫來石的用量比例為：(10-20)mL：(4-8)mL：(1-45g)。

(二)用于光催化氧化的莫來石負(fù)載TiO₂的制備方法，包括以下操作步驟：

步驟1，制備TiO₂溶膠：

步驟1a，取無水乙醇，加入鈦酸丁酯，混合攪拌，得透明的黃色溶液；

步驟1b，調(diào)節(jié)所述黃色溶液的pH至2-3，繼續(xù)攪拌，得TiO₂溶膠；

步驟2，制備莫來石負(fù)載TiO₂：

步驟2a，取莫來石加入到蒸餾水中，浸泡，得莫來石懸浮液；

步驟2b，取所述TiO₂溶膠，向其中加入所述莫來石懸浮液，攪拌，得混合懸浮液；

步驟2c，將所述混合懸浮液靜置、沉淀，得沉淀物；

步驟2d，將所述沉淀物烘干、煅燒，得莫來石負(fù)載TiO₂。

優(yōu)選地，步驟1a中，所述混合攪拌為機(jī)械攪拌。

優(yōu)選地，步驟1a中，所述混合攪拌的溫度為18-25℃，混合攪拌的時(shí)間為0.5-1小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟1b中，所述調(diào)節(jié)采用1mol/L的硝酸溶液調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，步驟1b中，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為300-600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌的時(shí)間為1.5-3小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟2a中，所述莫來石為200-400目的粉末。

優(yōu)選地，步驟2a中，所述莫來石與所述蒸餾水比例為(1-3)g：(10-30)mL。

優(yōu)選地，步驟2a中，所述浸泡的時(shí)間為0.8-1.2小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟2b中，所述TiO₂溶膠和莫來石的用量比例為：(1-9)mL：(1-3)g。

優(yōu)選地，步驟2b中，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為400-600轉(zhuǎn)/分鐘，所述攪拌的時(shí)間為6-10小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟2d中，所述烘干的溫度為40℃-200℃。

進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟2d中，所述烘干的溫度為120℃。

優(yōu)選地，步驟2d中，所述煅燒的溫度為300℃-500℃，煅燒的時(shí)間為1-3小時(shí)。

(三)用于光催化氧化的莫來石負(fù)載TiO₂在光催化氧化氮氧化物中的應(yīng)用。