[發明專利]一種納米TiO2

有效

• 申請號: 201810080766.3
• 申請日: 2018-01-28
• 公開（公告）號: CN108298633B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 吳江市永前紡織印染有限公司
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;C02F1/30;C02F103/30
• 代理公司: 紹興共創眾合專利代理事務所(普通合伙) 33364
• 代理人: 苗浩

本發明公開了一種光催化降解染料廢水的處理工藝，其采用的可見光催化劑為K、La共摻雜的TiO₂光催化劑。該催化劑首先通過離子交換制得部分K摻雜的鈦酸鉀，然后進一步水熱離子交換制得La、K共摻雜的TiO₂光催化劑。本發明解決了現有技術中染料廢水降解效率低的問題，適用于降解污染水體中的有機染料。

技術領域

本發明涉及一種光催化降解染料廢水的處理工藝，采用K、La共摻雜的TiO₂光催化劑，該處理工藝具有操作簡單、成本低廉、降解效率高等優點。

背景技術

在紡織印染加工過程中，大量使用了污染環境和對人體有害的助劑，這些助劑大多以液體的形態排放，不可避免地進入水體環境，造成水體污染。如羅丹明B染料具有致癌和致突變性，含有羅丹明B的廢水色度深、有機污染物含量高、生物降解性差，用常規的方法如物理吸附法、芬頓法等難以治理，導致污染水質長期惡化，嚴重危害水體環境和人類的健康，因此對這類廢水的降解處理顯得十分重要和緊迫。

但是如何高效低成本地使用清潔能源，仍然是一個巨大的挑戰并且具有深遠的意義。所以人們迫切需要開發利用環保和高儲能的新能源如太陽能、風能、潮汐能、生物能、氫能、海洋能等，能夠經濟有效地替代化石和礦物資源，在保護環境和人類健康的前提下，實現能源的有效轉化并且不影響人們正常的生活。近年來大量新型環保材料應運而生。納米TiO₂材料正是這種能夠凈化環境和高效利用太陽能的綠色功能材料。它不僅具有氧化能力強、優異的化學穩定性、能量消耗第、無后續二次污染等優點，而且還具有價格低廉、無毒無害、可長期使用等特點，因此近年來備受光催化科研工作者的青睞和關注，并且將其廣泛應用于新能源領域如染料敏華太陽能電池、光解水產氫、微波吸附、光吸附、生物醫藥處理、光伏電池、光催化、鋰離子電池等。

但半導體TiO₂材料也存在一些嚴重的缺陷，例如純TiO₂光催化劑的光生電子空穴對的壽命短，光吸收范圍窄和光轉換效率低，限制了固體粉末催化劑的應用。所以需要對納米二氧化鈦的形貌進行修飾和改性研究，提高其對太陽光吸收效率已經迫在眉睫。因此，合理地運用太陽能和半導體氧化物制備氫能和有效地治理環境將受到人們越來越多的重視。

自1972年日本科學家Fujishima和Honda發現紫外光照射條件下太陽能光伏電池的TiO₂電極時發生了光解水的有趣現象以來，將近半個世紀以來，科研工作者們投入大量的精力研究TiO₂的改性，闡述分析其催化機理，隨著研究的不斷深入，光催化反應機理愈加清晰明了，關于TiO₂的研究快速成了焦點，而在各個方面也取得了不同程度的進步，可是從整體上依舊處于實驗室的理論研究階段，距離工業化應用還有很大距離，為了有效地提高TiO₂催化劑的催化活性，目前所采用的方法包括窄帶隙半導體與之復合、金屬非金屬離子的摻雜、貴金屬沉積、表面的光敏化等方法來改變催化劑內部晶型結構以及外部的表面組成及性質減小催化劑的帶隙距離，提高催化劑對可見光的吸收能力達到增強TiO₂光催化性能的目的。