[發(fā)明專利]一種鋁基氧化物摻雜二氧化鈦及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211638735.8
• 申請(qǐng)日: 2022-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN116078366A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曼曼;趙艷俠;田昌;劉偉;李旭光;許偉穎;閆濤;宋雯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J21/06
• 分類號(hào): B01J21/06;B01J20/08;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/30;C02F1/32;C02F101/38;C02F101/34
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 牛芳

本發(fā)明屬于環(huán)境化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種鋁基氧化物摻雜二氧化鈦及其應(yīng)用。該鋁基氧化物摻雜二氧化鈦采用以下方法制備：攪拌條件下向待處理水中投加摻雜鋁基化合物的鈦基鹽凈水劑，繼續(xù)攪拌、沉降后獲得鋁鈦基污泥；將鋁鈦基污泥干燥、粉碎，然后煅燒得到鋁基氧化物摻雜的二氧化鈦。本發(fā)明將富鋁鈦污泥采用一步煅燒制備鋁基氧化物摻雜的二氧化鈦，操作方法簡單，綠色可行。制得的產(chǎn)品比表面積大、吸附性能好，且光催化性能優(yōu)異。本發(fā)明的鋁基氧化物摻雜的二氧化鈦在水體的處理中有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋁基氧化物摻雜二氧化鈦及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

二氧化鈦是光催化技術(shù)中常用的催化劑，其適用范圍廣、降解條件溫和；制備簡單、成本低，化學(xué)性能穩(wěn)定；對(duì)水體中污染物降解比較徹底，能夠有效將其礦化為水和二氧化碳，二次污染小，在環(huán)境治理和環(huán)境修復(fù)中占有重要地位。二氧化鈦通常采用電化學(xué)法、溶劑熱法、氣相沉積法、液相沉積法、水熱法、非水解溶膠-凝膠法、溶膠-凝膠法等制備。市售的二氧化鈦P₂₅是在1200℃以上高溫、氧氣和氫氣氣氛下水解TiCl₄制得。近年來，許多研究利用半導(dǎo)體復(fù)合、離子摻雜、貴金屬沉積、表面光敏化等技術(shù)對(duì)二氧化鈦的光催化性能進(jìn)行強(qiáng)化。

水體中的污染物的去除也常采用吸附的方法進(jìn)行，但僅靠吸附作用不能將污染物完全去除，只是將污染物從水體中轉(zhuǎn)移到了吸附劑中，將污染物吸附并降解是行之有效的治理策略。傳統(tǒng)的吸附劑通常為碳基材料，無法吸附污染物后將其降解，且循環(huán)性能差。因此，尋找一種吸附和光催化降解性能良好的催化劑對(duì)水環(huán)境中污染物的去除具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)缺乏能夠同時(shí)吸附和降解污染物的吸附劑的問題，本發(fā)明提供一種鋁基氧化物摻雜的二氧化鈦，能夠提高吸附和光催化效能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種鋁基氧化物摻雜的二氧化鈦的制備方法，包括以下步驟：

（1）制備摻雜鋁基化合物的鈦基鹽凈水劑；

（2）攪拌條件下向待處理水中投加（1）中的凈水劑，繼續(xù)攪拌、沉降后獲得鋁鈦基污泥；

（3）將鋁鈦基污泥干燥、粉碎，然后煅燒得到鋁基氧化物摻雜的二氧化鈦；

所述煅燒溫度為200-1000oC，煅燒時(shí)間為2-12?h，升溫速率為5℃/min。

所述摻雜鋁基化合物的鈦基鹽凈水劑的制備方法，包括以下步驟：

i）四氯化鈦溶液加入到氯化鋁溶液中，使Al和Ti的摩爾比為1:1；

ii）加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)堿化度（OH^-/Al³⁺）為0.5-1.5。

所述待處理水為城市污水處理廠二沉池出水。

所述摻雜鋁基化合物的鈦基鹽凈水劑投加量為5-40?mg/L。

步驟（2）中，攪拌是為了防止待處理水中懸浮物沉降進(jìn)行的快速攪拌；優(yōu)選的，轉(zhuǎn)速為150-200?r/min。

步驟（2）中，繼續(xù)攪拌是為了凈水劑充分與待處理水接觸進(jìn)行的低速攪拌；優(yōu)選的，轉(zhuǎn)速為20-50?r/min。

步驟（3）中，干燥溫度為100-105℃；粉碎后的粒徑為不大于100?μm。

一種上述制備方法獲得的鋁基氧化物摻雜的二氧化鈦。

一種上述鋁基氧化物摻雜的二氧化鈦在水處理中的應(yīng)用。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：