[發明專利]一種負載TiO2

在審

• 申請號: 202011122843.0
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112206746A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 程龍;王少富
• 申請（專利權）人: 程龍
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種負載TiO₂/MIL?53(Al)氧化石墨烯復合材料的制備方法，包括下述步驟：首先將氧化石墨烯(GO)、硝酸鋁(Al(NO₃)₃·9H₂O)和對苯二甲酸溶解在二甲基甲酰胺溶解中,水熱反應后離心分離洗滌干燥；之后加入鈦酸四丁酯攪拌，最后在馬弗爐中煅燒即得負載TiO₂/MIL?53(Al)氧化石墨烯復合材料，得到的復合材料應用于污水中有機物的吸附，具有優異的吸附性能和穩定性。

技術領域

本發明應用于污水中有機物的吸附，具體涉及一種負載TiO₂/MIL-53(Al)氧化石墨烯復合材料的制備方法。

背景技術

隨著我國經濟的發展，工業廢水大量排放，水污染問題日益嚴重。工業污水含有大量重金屬離子、有機物和染料分子等污染物，這些污染物會通過水體富集經食物鏈進入人體，對人體產生嚴重危害。

通常污水中有機染料分子化學結構穩定、生物可降解性差、水中殘存的有機分子會對生物造成危害。除去污水中有機分子的方法有生物氧化法、化學反應法、吸附法以及光催化法等，其中光催化法降解有機污染物最為高效環保。而光催化劑的制備直接影響光催化降解的效果，因此，尋找高效的光催化材料成為了目前的研究熱點。TiO₂由于化學穩定性好、無毒、易于合成、高反應性和環境友好性等特點得到了深入研究。然而，TiO₂作為光催化劑存在兩個主要瓶頸，限制了其實際應用：第一，可見光的利用率低，TiO₂只能吸收紫外光；第二，TiO₂顆粒中的光-電子-空穴對易于復合，導致光量子效率降低和光催化活性差。目前，擴展TiO₂光響應和抑制載流子復合的方法很多，其中最重要的一個方面是將TiO₂負載在其它功能材料上，促進光生電荷的分離，延長光生電荷的復合時間，這也是提高TiO₂光催化性能和改善廢水處理效果的有效途徑之一。傳統的多孔材料如硅藻、土活性炭、沸石、Al₂O₃和SiO₂常被用做光催化劑的載體材料。載體材料的比表面積(BET)越大，對溶液中離子的吸附行為越好。同時隨著比表面積的增大，對催化劑TiO₂分散性能越好，其催化活性會明顯提高。金屬有機骨架材料是一種有立體網狀結構的新型納米多孔材料，相比于傳統載體材料，MOF具有比表面積大、孔隙率高、結構可調等優點。基于上述優點，MOF近年來在光催化領域得到廣泛的應用。同時氧化石墨烯材料因其比表面積大、吸附性強等特點逐漸受到人們關注，而且氧化石墨烯為多層結構，非常利于TiO₂分散在其中。通過將氧化石墨烯和TiO₂以及MOF材料復合，可以得到具有優異光催化性能的復合材料，同時能有效去除污水中的有機污染物。

發明內容

本發明的目的在于提供一種負載TiO₂/MIL-53(Al)氧化石墨烯復合材料的制備方法，所述的負載TiO₂/MIL-53(Al)氧化石墨烯復合材料包括以下原料：氧化石墨烯、硝酸鋁、對苯二甲酸、二甲基甲酰胺、鈦酸四丁酯和無水乙醇。其制備方法有以下步驟：

(1)將氧化石墨烯加入二甲基甲酰胺溶液中，超聲至完全分散，再將Al(NO₃)₃·9H₂O和對苯二甲酸加入二甲基甲酰胺溶液中，攪拌至完全溶解，將上述兩種溶液混合，攪拌1h，之后轉入聚四氟乙烯反應釜中，水熱反應，冷卻后，將混合液以8000rpm/min的速率離心，用去離子水洗滌后，真空干燥；

(2)將鈦酸四丁酯加入無水乙醇中，劇烈攪拌1h，然后向其中滴加去離子水，繼續攪拌并向其中加入步驟(1)中產物MIL-53(Al)/GO，攪拌1h，之后過濾干燥，置于馬弗爐中，高溫煅燒，得到負載TiO₂/MIL-53(Al)氧化石墨烯復合材料。