[發明專利]用于處理印染廢水的金屬摻雜二氧化鈦光催化降解材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010520422.7
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111715285B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 周思婕;付專;張春華;王阿明;徐衛林
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J35/10;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 戴寶松

本發明公開了用于處理印染廢水的金屬摻雜二氧化鈦光催化降解材料及其制備方法。通過配制含有醇類有機溶劑、水和表面活性劑的洗滌液對燈心草纖維進行洗滌，并配制同時含有鈦、鎳、鋅元素的混合分散體系，將洗滌后的燈心草置于混合分散體系中充分反應，經清洗、烘干、焙烘后，采用原位合成的方法制備了用于處理印染廢水的金屬摻雜二氧化鈦光催化降解材料。通過上述方式，本發明不僅能夠利用燈心草纖維的多孔結構對光催化降解材料進行有效吸附，以便進行回收和再利用；還能夠利用鎳和鋅對二氧化鈦進行共摻雜，有效提高金屬摻雜二氧化鈦光催化降解材料的光催化能力，使其具有更快的降解速率和更高的降解效率，能夠對不同類型的染料進行高效降解。

技術領域

本發明涉及有色污染光催化降解技術領域，特別是涉及一種用于處理印染廢水的金屬摻雜二氧化鈦光催化降解材料及其制備方法。

背景技術

紡織行業的水污染一直是制約行業發展的重點難題，其中紡織印染廢水的排放占到紡織行業廢水排放總量的80％，對自然生態破壞嚴重。由于印染廢水具有排放量大、成分復雜、COD值高等特點，一直是廢水處理中的難題。傳統的印染廢水處理方法包括多道工序：染色廢水→混凝沉淀→氣浮法→砂石過濾→炭吸附→回用，工藝程序復雜且效率較低，早已不能滿足當今廢水處理的需求。近年來，光催化降解作為一種高效、節能，并且無二次污染的新型高效技術，逐漸被應用于印染廢水的處理，而不同的光催化降解材料對印染廢水中染料的降解效果不同，如何制備一種對染料降解效果優異的光催化降解材料是當前的研究重點。

在各類光催化降解材料中，二氧化鈦光催化降解材料以其優異的理化性能和光催化效果成為當前研究最多的光催化劑。但單一的二氧化鈦用于廢水處理時，容易發生團聚，導致二氧化鈦活性降低，并且難以分離回收。因此，負載型二氧化鈦復合材料的開發受到了研究者的關注，而載體的選擇則是研究關鍵。當前二氧化鈦光催化材料的常用載體包括活性炭、陶瓷、碳納米管、分子篩等，但使用這些載體的二氧化鈦光催化材料仍存在光催化效率低、成本過高等問題。

公開號為CN109465038A的專利提供了一種用于降解染料廢水的材料的制備方法，該方法以預處理后的燈心草纖維作為載體，利用其三維多孔結構及其高吸附性將二氧化鈦吸附在其孔道中，不僅能夠縮短制備流程，還能夠有效提高二氧化鈦的吸附牢度和負載量。但該專利中，起到光催化降解作用的僅為普通的二氧化鈦，其光催化能力有限，導致其對染料廢水的光降解效果不佳，其光降解速率和效率仍有待提高。此外，該制備方法采用黏性物質將二氧化鈦直接粘在燈心草纖維表面，實際應用中可能因為二氧化鈦脫落而造成二次污染。因此，有必要提高二氧化鈦的光催化能力，使制備的二氧化鈦光催化降解材料能夠對印染廢水起到更好的降解效果。

當前，二氧化鈦光催化能力的提高常通過金屬摻雜實現，但如何選擇適宜的金屬種類、摻量及其摻雜方法，以實現對印染廢水的高效降解，仍是當前亟待解決的問題。

有鑒于此，當前仍有必要對金屬摻雜二氧化鈦光催化降解材料及其制備方法進行研究，使其能夠用于處理印染廢水，并具有較高的光降解速率和光降解效率。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種能夠用于處理印染廢水，且光催化降解速率快、效率高的金屬摻雜二氧化鈦光催化降解材料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種用于處理印染廢水的金屬摻雜二氧化鈦光催化降解材料的制備方法，包括如下步驟：

S1、將醇類有機溶劑和水按預定體積比混合均勻，得到混合溶液；再將表面活性劑置于所述混合溶液中，攪拌均勻后得到洗滌液；

S2、將燈心草纖維置于步驟S1得到的所述洗滌液中，經洗滌處理后進行烘干，得到洗滌后的燈心草纖維；

S3、將硝酸鎳、硝酸鋅和尿素按預定摩爾比混合后溶于水中，得到溶液A；將鈦酸丁酯分散于乙醇中，得到溶液B；