[發明專利]一種可循環使用且表面電性可調的介孔TiO2

有效

• 申請號: 202011167648.X
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112387260B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 朱利;蘇靖婷;肖軍;張若虎;崔一平
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01J20/28
• 分類號: B01J20/28;B01J20/06;B01J20/30;B01J20/34;C02F1/28;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發明公開了一種可循環使用且表面電性可調的介孔TiO₂吸附劑及其制備方法和應用，其制備方法為：(1)將異丙醇和去離子水混合均勻后，向其中加入酸性溶液或堿性溶液，攪拌得到溶液I；(2)接著向溶液I中加入二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯的異丙醇溶液，攪拌均勻后離心；(3)將步驟(2)離心后的沉淀用去離子水和異丙醇清洗，之后經干燥后研磨，得到所述介孔TiO₂吸附劑。本發明制備的介孔TiO₂吸附劑不僅具有大的比表面積，而且表面有豐富的活性官能團，可以通過調節制備過程中溶液的pH來調節介孔TiO₂吸附劑的表面電性，從而相應的對帶正電或帶負電的污染物表現出高效的吸附能力，且該介孔TiO₂吸附劑能夠再生，實現可循環吸附。

技術領域

本發明涉及一種可循環使用且表面電性可調的介孔TiO₂吸附劑的制備方法及其應用，屬于功能材料技術領域。

背景技術

近年來，由于醫藥、熒光材料、有機農藥、工業染料等諸多領域的發展，大量污染物如抗生素、農藥、染料、化學品等通過工業廢水和生活污水排放到環境中，造成水體的污染。此外，很多污染物含有芳香烴結構，對皮膚有強烈的刺激性，且具有毒性、致病性、致畸性，威脅人類的健康，因此對于此類污染物的治理十分必要。

吸附是一種常用的去除水環境中污染物的方法，但是單獨的吸附過程只能將污染物從一個地方轉移到另一個地方，而無法將其徹底去除。將吸附的污染物原位氧化降解為無害的CO₂和H₂O，則是一種高效的污染物治理策略。但是傳統的具有高吸附能力的吸附劑通常為碳基材料，它們會在降解過程中被強氧化劑氧化，導致吸附能力降低，難以重復使用。

二氧化鈦作為一種環境友好、低成本、高穩定性的材料，被廣泛應用于水污染的治理。如專利CN104874367A《一種用于酸性染料處理的殼聚糖-TiO₂吸附劑的再生方法》中將TiO₂與殼聚糖相結合用于酸性染料，即陰離子染料的吸附；“草甘膦在高指{201} 二氧化鈦表面的吸附去除”(雜質環境科學學報，2018年，第38卷，第1期，217-225 頁)一文中，利用高指晶面{201}TiO₂吸附去除污染物有機磷農藥草甘膦。但是傳統的二氧化鈦吸附劑的表面電性是不可調的，因此只能通過靜電選擇性吸附某類污染物，不具有普適性。

基于以上存在的問題，本發明提出了一種可循環使用且表面電性可調的介孔TiO₂吸附劑的制備方法及其應用，可以通過調節制備過程中溶液的pH來調節介孔TiO₂吸附劑的表面電性，從而相應的對帶正電或帶負電的污染物表現出高效的吸附能力，且利用強氧化劑將吸附的污染物降解后，介孔TiO₂吸附劑能夠再生，實現可循環吸附。

發明內容

本發明的目的是提供一種可循環使用且表面電性可調的介孔TiO₂吸附劑的制備方法及其應用，以解決吸附劑易被強氧化劑氧化而損壞，以及TiO₂吸附劑對污染物的吸附普適性問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種可循環使用且表面電性可調的介孔TiO₂吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將異丙醇和去離子水混合均勻后，向其中加入酸性溶液或堿性溶液，攪拌得到溶液I；

(2)接著向溶液I中加入二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯的異丙醇溶液，攪拌均勻后離心；

(3)將步驟(2)離心后的沉淀用去離子水和異丙醇清洗，之后經干燥后研磨，得到所述介孔TiO₂吸附劑。