[發明專利]一種改性花狀TiO2

在審

• 申請號: 202010782501.5
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111889138A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 吳飛
• 申請（專利權）人: 吳飛
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J31/38;B01J35/00;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/30;C08F285/00;C08F220/06;C08F222/38;C08G83/00;C08J3/075;C08L51/
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及污水處理技術領域，且公開了一種改性花狀TiO₂接枝復合水凝膠的光催化吸附劑，花狀納米TiO₂獨特的花瓣狀形貌具有超高的比表面積，光化學活性和光催化降解性能更好，花狀納米TiO₂與殼聚糖實現化學鍵共價接枝，過硫酸鉀引發殼聚糖與丙烯酸發生共聚，得到殼聚糖?丙烯酸復合水凝膠，花狀納米TiO₂通過化學鍵的修飾作用，均勻分散在復合水凝膠的基體中，減少了團聚現象，并且與復合水凝膠結合牢固，很難發生分離和脫離，復合水凝膠分子鏈中含有大量的羥基、羧基和氨基等基團，對Cr³⁺等重金屬離子，以及亞甲基藍等陽離子染料具有很強的絡合和靜電吸附的作用，起到高效的光催化降解?吸附的雙功能效果。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，具體為一種改性花狀TiO₂接枝復合水凝膠的光催化吸附劑及其制法。

背景技術

我國的水污染問題十分嚴峻，對水體環境和人體健康造成了巨大的破壞和損害，水體污染物主要有銅、鉻、鎘等重金屬污染物；以及甲苯、乙二醇等有機溶劑，亞甲基藍、甲基橙等有機染料的有機污染物，目前對于水污染處理主要為物理吸附法、化學沉淀法、光催化降解法等。

光催化降解是一種新型高效的水污染處理方法，主要是通過光輻射在光催化劑上，產生的光生電子和空穴，進一步產生活性很強羥基自由基和超氧負離子等，具有很強的氧化還原性，可以與有機染料等有機污染物進行氧化還原反應，將有機污染物降解為污染較小的小分子，常見的光催化劑有二氧化鈦、硫化鎘、石墨相氮化碳等。

常見的吸附劑主要有活性炭、天然黏土、聚丙烯酰胺等，其中水凝膠是一種三維網絡結構凝膠，具有很強的親水性和吸水性，如聚丙烯酸水凝膠、殼聚糖水凝膠、聚乙烯醇水凝膠等，并且可以通過調控聚合單體，賦予水凝膠多種活性基團，如羧基、氨基、羥基，可以與重金屬離子，以及離子型有機染料產生絡合和靜電作用，起到良好的吸附效果，在水污染處理領域具有廣闊的應用前景。

為了進一步提高聚丙烯酸等水凝膠的污水處理效果，可以將水凝膠材料與納米二氧化鈦等光催化劑結合，從而賦予水凝膠光催化降解的效果，但是僅僅通過機械共混和物理混合的方法，會使納米二氧化鈦與聚丙烯酸等水凝膠的結合力很弱，在流動的水體環境中，很容易發生脫離和分離，會嚴重降低水凝膠的光催化降解性能。

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種改性花狀TiO₂接枝復合水凝膠的光催化吸附劑及其制法，同時具有優異的吸附性能和光催化降解性能。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種改性花狀TiO₂接枝復合水凝膠的光催化吸附劑，所述改性花狀TiO₂接枝復合水凝膠的光催化吸附劑制備方法如下所示：

(1)向反應瓶中加入醋酸溶液和鈦酸四丁酯，超聲分散均勻后將溶液在水熱反應器中，加熱至140-160℃，反應8-12h，使用蒸餾水和乙醇洗滌沉淀產物，干燥后置于管式爐中，在320-380℃下退火2-3h，制備得到花狀納米TiO₂。

(2)向反應瓶中加入環己烷溶劑和花狀納米TiO₂，超聲分散均勻后加入油酸的水溶液，加熱至50-70℃，勻速攪拌反應3-6h，使用蒸餾水和乙醇洗滌固體產物并冷凍干燥，制備得到油酸修飾花狀納米TiO₂。

(3)向反應瓶中加入蒸餾水溶劑、油酸修飾花狀TiO₂和高錳酸鉀，超聲反應3-8h，產物使用蒸餾水和乙醇洗滌并干燥，制備得到改性的羧基功能化花狀納米TiO₂。