[發明專利]一種TiO2

在審

• 申請號: 202011600805.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112844329A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 王鳳霞
• 申請（專利權）人: 王鳳霞
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;B01J31/38;C02F1/28;C02F1/30;C02F101/20;C02F101/30;C02F101/22
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本發明涉及污水處理材料技術領域，且公開了一種TiO₂納米花負載殼聚糖微球污水處理材料，水熱法合成二氧化鈦納米花，有更高的比表面積，提高了光催化效率，二氧化鈦與硅烷偶聯劑反應，得到氨基化二氧化鈦，將其與丁二酸酐反應，氨基與丁二酸酐開環，從而在其表面引入活性羧基，在催化劑作用下，殼聚糖交聯微球與羧基化二氧化鈦反應，形成酰胺鍵，使殼聚糖交聯微球與二氧化鈦牢牢接枝，使得二氧化鈦均勻的分散在殼聚糖交聯微球中，避免了二氧化鈦的團聚，得到TiO₂納米花負載殼聚糖微球污水處理材料，通過二氧化鈦的光催化降解性能和殼聚糖吸附Cr³⁺和Cu²⁺等重金屬離子性能，使復合材料具有光催化降解有機污染物和吸附重金屬離子雙功能。

技術領域

本發明涉及污水處理材料技術領域，具體為一種TiO₂納米花負載殼聚糖微球污水處理材料及制法。

背景技術

污水處理是指為使污水達到排入某一水體或再次使用的水質要求對其進行凈化的過程，廣泛應用于農業、醫療、能源和交通等領域，按污水的質性來分，水的污染分為自然污水和人為污水，人為污染又包括化學性污染/物理性污染以及生物性污染，隨著工業化的迅速發展，水體污染程度越來越嚴重，若不及時處理，會發生富集等現象，從而造成更大范圍的水域污染，傳統的污水處理方法一般包括物理吸附法、化學氧化還原法和微生物代謝法。

二氧化鈦具有無毒、化學性質穩定、光催化效果好和無二次污染等特點，因此廣泛應用于涂料、塑料、造紙和光催化降解材料等行業，普通的二氧化鈦比表面積較小，對可見光的吸收能力較差，同時和有機污染物甲基橙、羅丹明B等的接觸面積較小，因此需要改變二氧化鈦的形貌，提高其比表面積，進一步改善其光催化性能，同時可以將二氧化鈦與高分子材料如殼聚糖、聚丙烯酰胺等進行復合，形成復合材料，賦予復合材料吸附重金屬離子的性能。

殼聚糖是一種天然多糖類高分子，具有良好的安全性、生物相容性和可降解性等其他高分子材料不具備的特性，被廣泛應用于抗菌、生物醫用和吸附材料等領域，由于殼聚糖分子鏈上有大量的羥基和氨基，可以與污水中Cr³⁺、 Cu²⁺等重金屬離子發生螯合作用，同時殼聚糖可以吸附和捕捉多種水污染物，表現出良好的吸附性能，可以采取將殼聚糖與納米二氧化鈦結合，形成復合材料，結合兩者的優勢，進一步拓展在污水處理領域中的應用。

(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TiO₂納米花負載殼聚糖微球污水處理材料及制法，具有良好的吸附和光催化降解的雙功能。

(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TiO₂納米花負載殼聚糖微球污水處理材料，所述TiO₂納米花負載殼聚糖微球污水處理材料制備方法包括以下步驟：

(1)向異丙醇溶劑中加入二亞乙基三胺，混合均勻后加入二異丙氧基雙乙酰丙酮鈦，攪拌5-15min，轉移至反應釜中后置于烘箱內，在180-240℃下反應22-28h，產物洗滌并置于離心機中干燥，得到二氧化鈦納米花；

(2)向乙醇溶劑中加入用3-氨丙基三乙氧基硅烷處理后的氨基化二氧化鈦納米花，分散均勻后加入丁二酸酐，在25-50℃下恒溫反應2-4h，產物離心、洗滌并干燥，得到羧基化二氧化鈦納米花；

(3)向去離子水溶劑中加入殼聚糖微球和甲醛，在20-40℃預交聯1-3h，再加入環氧氯丙烷，在30-60℃下進行交聯反應2-4h，產物洗滌并干燥，得到殼聚糖交聯微球；

(4)向蒸餾水溶劑中加入殼聚糖交聯微球、羧基化二氧化鈦納米花和4- 二甲氨基吡啶，在100-140℃下攪拌反應10-20h，產物離心、洗滌并干燥得到 TiO₂納米花負載殼聚糖微球污水處理材料。