[發明專利]一種用于處理有機污水的光催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 202010779862.4
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111644209B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 黃海弟;李云冉;趙金濤;王哲;李坤;王艷云;桂明;王立杰
• 申請（專利權）人: 上海山恒生態科技股份有限公司
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;B01J31/06;B01J37/04;C02F1/30;C08F220/18;C08F212/12;C08F212/36;C08F2/44;C08K3/22;C08J9/28;C02F101/30;C08L33/10
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 李青

本發明公開了一種用于處理有機污水的光催化劑的制備方法。其采用特定比例的銳鈦型納米二氧化鈦、金紅石型納米二氧化鈦與板鈦礦型納米二氧化鈦三元復配作為光催化成分，并以甲基丙烯酸2?乙基己酯和鄰丙基苯乙烯作為強疏水性的油性功能單體。本發明在聚合反應中后期加入光催化成分，將光催化成分分散在聚合物微球的中外層，同時經冷凍干燥后的聚合物微球具有氣凝膠結構，進一步提高了光催化效率。本發明所制備的光催化劑能夠應用于實際環境中的有機污水處理過程中，具有優異的光催化效率，且本發明中的光催化劑空間網絡結構具有優異的伸縮性，能夠多次重復利用。

技術領域

本發明涉及有機污水處理用的光催化劑，具體涉及一種用于處理有機污水的光催化劑的制備方法。

背景技術

隨著現代化社會的不斷發展，人們向環境中排放的各類污水已逐漸超過了環境的承受能力，進而導致更為嚴重的污染，影響人們正常的生產生活。光催化技術屬于環境污染治理過程中重要的技術之一。

二氧化鈦以其良好的耐熱性以及化學穩定性，屬于光催化技術的重要研究方向。二氧化鈦受到光波刺激，會激發電子躍遷，能夠形成具有強氧化性的電子空穴，通過與污水中有機物的相互作用，將有機物降解為無毒的小分子物質，從而實現污水處理的目的。

現有技術中已公開將二氧化鈦負載二氧化硅氣凝膠，所制備的氣凝膠具有多孔結構，由于二氧化硅本身具備較好的穩定性，且二氧化硅氣凝膠的多孔結構能夠提供優異的透光性，因此二氧化鈦采用二氧化硅為負載基體，其耐熱性和化學穩定性均表現出較優異的性能，具有良好的光催化穩定性。然而二氧化硅氣凝膠雖具備大量的孔結構，但在實際環境中，污水中往往含有大量細小而堅硬的雜質，導致二氧化硅氣凝膠孔隙極易堵塞，導致二氧化鈦無法持續高效地發揮光催化作用，隨著使用時間的延長，其催化效率逐漸下降，且難以進行二次利用，導致其無法大規模應用。

現有技術還公開了添加有光催化劑的水性丙烯酸樹脂，其以表面附有二氧化鈦作為種子，引入表面活性劑和功能單體，制備了可見光催化降解甲醛的水性丙烯酸樹脂。該水性丙烯酸樹脂被廣泛應用于功能涂料領域，能夠起到良好的除甲醛效果。但經過實驗表明，該方案中所用單體均為水性單體，且其在反應開始階段便以二氧化鈦作為種子，通過丙烯酸類單體的聚合，形成以二氧化鈦為核心的核殼結構，對二氧化鈦形成一定的包覆效應，不利于光催化反應的進行，導致光催化效率大大降低，且水性丙烯酸樹脂具有大量親水性羧基、短鏈酯基，該水性丙烯酸樹脂微球長時間置于水中，容易發生結構坍塌，尚無法用于實際環境中有機污水的處理。

發明內容

為了克服上述缺陷，改善二氧化鈦在有機污水中的光催化效率，本發明一方面提供了一種用于處理有機污水的光催化劑的制備方法，采用特定的三元復合納米二氧化鈦作為光催化成分，并以甲基丙烯酸2-乙基己酯和鄰丙基苯乙烯作為強疏水性的油性功能單體，同時特異性地在聚合反應中后期才加入光催化成分，避免了二氧化鈦被包覆在聚合物的核心，使其分散于聚合物微球的中外層，大大提高了光催化效率。

具體地，本發明一方面公開了一種用于處理有機污水的光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）制備納米二氧化鈦懸濁液：將納米二氧化鈦分散于蒸餾水中，加入十二烷基苯磺酸鈉，并置于40-60℃的水浴中超聲分散0.5-2小時，形成納米二氧化鈦懸濁液，備用；所述懸濁液中納米二氧化鈦的重量百分數為15%-20%；

（2）以重量份計，取50-60份的甲基丙烯酸2-乙基己酯、2-10份的鄰丙基苯乙烯、1-5份的引發劑、2-3份交聯劑、2-5份分散劑、200-350份去離子水置于三口燒瓶中，混合均勻；

（3）將步驟（2）中的混合物加熱至50-65℃進行預聚合反應2-3小時，之后升溫至70-80℃繼續反應1-2小時，然后向反應體系中加入步驟（1）中制備的懸濁液，繼續升溫至85-90℃反應3-4小時，終止反應；

（4）將步驟（3）中的反應產物用無水乙醇清洗，并冷凍干燥，得到具有疏水氣凝膠結構的光催化劑；