一种具有速效-长效光催化的二氧化钛颗粒及制备方法技术

一种含二氧化钛的光催化剂是包括快速起效的二氧化钛复合颗粒和持续起效的二氧化钛复合颗粒混合均匀而得，所述快速起效的二氧化钛复合颗粒是由壳聚糖、纳米级二氧化钛，羧甲基纤维素钠，高锰酸钾组成，所述持续起效的二氧化钛复合颗粒是由羟丙基甲基纤维素，纳米级二氧化钛组成。本发明专利技术货架期长，对有机污染物具有较大的光催化降解活性、尤其对甲基橙的降解活性特别强，对甲基橙降解2小时的降解率高达82%以上，降解时间短、效率高，持续模拟降解实验说明，本品持续降解10小时，依旧具有较强降解能力，本发明专利技术制备方法简单，值得市场推广应用。

A kind of titanium dioxide particle with quick acting and long-acting photocatalysis and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种具有速效-长效光催化的二氧化钛颗粒及制备方法
本专利技术涉及污水处理
，具体涉及一种速效和长效组成的二氧化钛颗粒及其制备方法。
技术介绍
近年来，工业和经济快发展的同时也带来了严重的环境污染问题，因此，解决环境污染问题成为一项基本国策。1972年，日本科学家通过二氧化钛光电解水制备氢气以来，诸多国内外科学工作者将光催化应用于环境污染物治理方面，因此，光催化成为从根本上解决环境污染问题的有效方法之一。在各种光催化剂中，纳米二氧化钛光催化剂在紫外光的激发下产生具有强氧化还原性的活性物质，能够将一些毒性大、生物难降解的有机污染物彻底氧化为无毒的无机小分子，例如H2O、CO2等。另外，由于纳米二氧化钛还具有无毒、化学性质稳定、对环境无二次污染、价格低廉等优点而被广泛研究和应用，成为众多科研工作者的研究热点。二氧化钛的物理化学性能不仅与粒径、表面积和形貌有关，且与其所具有的高活性晶面有关，但就目前看来，纳米二氧化钛光催化剂在降解有机污染物过程中，依然存在降解速率较慢，无法快速降解，降解过程中，随着降解时间延长，也会或多或少出现降解效率下降的情况，无法长时间持续降解。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种含二氧化钛的光催化剂。本专利技术的第二个目的在于提供一种含二氧化钛的光催化剂的制备方法。本专利技术目的通过如下技术方案实现：一种含二氧化钛的光催化剂，其特征在于，它是包括快速起效的二氧化钛复合颗粒和持续起效的二氧化钛复合颗粒混合均匀而得，所述快速起效的二氧化钛复合颗粒是由壳聚糖、纳米级二氧化钛，羧甲基纤维素钠，高锰酸钾组成，所述持续起效的二氧化钛复合颗粒是由羟丙基甲基纤维素，纳米级二氧化钛组成。纳米级二氧化钛可选用P25商用纳米二氧化钛。本领域技术人员公知，二氧化钛光催化是利用光来激发二氧化钛，其产生的电子和空穴来参加氧化—还原反应，而专利技术人在研究过程中发现，高锰酸钾的强氧化性，一方面对体系中有机污染物进行氧化降解，另一方面加速了二氧化钛价带中的电子被激发跃迁到导带，同时羧甲基纤维素钠的加入，一方面使得纳米级二氧化钛颗粒迅速分散均匀，另一方面也作为絮凝剂作用，使得有机污染物富集在二氧化钛颗粒周围，再配合壳聚糖将污染体系中的有机污染物进一步吸附富集，使得本专利技术颗粒体系对有机污染物的降解能力迅速加快、加强，显著提高了光催化效能，上述快速起效的二氧化钛复合颗粒中，所述壳聚糖、纳米级二氧化钛，羧甲基纤维素钠，高锰酸钾的质量比为1：3～6：0.5～0.8:1～3。为了使得二氧化钛光催化剂可长时间持续降解，上述持续起效的二氧化钛复合颗粒中羟丙基甲基纤维素，纳米级二氧化钛的质量比为5～9:1～2。进一步，所述纳米级二氧化钛粒径为20～50nm，所述快速起效的二氧化钛复合颗粒和持续起效的二氧化钛复合颗粒的质量比为1:3～6。一种含二氧化钛的光催化剂的制备方法，它是包括如下步骤制得：(1)快速起效的二氧化钛复合颗粒的制备：a.取壳聚糖、高锰酸钾分别置于万能粉碎机中，粉碎成粉末粒径为20～60μm，备用；b.取羧甲基纤维素钠置于适宜容器中，先加入纯化水，在控制温度为40～50℃条件下，搅拌分散溶解，搅拌速度为60～80r/min，搅拌时间为2～3h，然后在继续搅拌的条件在，加入无水乙醇得羧甲基纤维素钠溶液，备用；所述羟甲基纤维素钠与纯化水的质量比为1：20～30，所述纯化水与无水乙醇的体积比为1:1；c.取粉碎后的壳聚糖、配方量的纳米级二氧化钛置于适宜容器中，混合均匀得混合粉末，然后加入b步骤中制得的羧甲基纤维素钠溶液，混合均匀，以30目筛网过筛造粒，造粒完成，置于烘箱中，设置温度为120～140℃烘干，备用；d.取烘干后的颗粒，置于粉碎机中粗粉碎，然后过30目筛，然后加入高锰酸钾粉，混合均匀，即得快速起效的二氧化钛复合颗粒；(2)持续起效的二氧化钛复合颗粒的制备：a.取羟丙基甲基纤维素，置于粉碎机中，粉碎成粒径为50～90μm的粉末，备用；b.取纳米级二氧化钛，加入粉碎后的羟丙基甲基纤维素中，混合均匀，然后加入纯化水，混合均匀，以30目筛网过筛造粒，造粒完成，置于烘箱中，设置温度为60～80℃烘干，备用；c.取烘干后的颗粒，置于粉碎机中粗粉碎，然后过30目筛，即得持续起效的二氧化钛复合颗粒；(3)颗粒混合：取上述制得的快速起效的二氧化钛复合颗粒和持续起效的二氧化钛复合颗粒混合均匀，即得。本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术一种含二氧化钛光催化剂催化活性强，快速起效颗粒可迅速发挥降解作用，持续起效颗粒可保证单位面积内的纳米二氧化钛浓度达到一个稳定水平，使得降解过程中降解效能不衰减，因此可应用于缓慢流动的污水处理，本专利技术货架期长，对有机污染物具有较大的光催化降解活性、尤其对甲基橙的降解活性特别强，对甲基橙降解2小时的降解率高达82％以上，降解时间短、效率高，持续模拟降解实验说明，本品持续降解10小时，依旧具有较强降解能力，本专利技术制备方法简单，值得市场推广应用。附图说明图1是本专利技术实施例1、2、3对甲基橙的降解率图。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本
技术实现思路
对本专利技术作出一些非本质的改进和调整。实施例1：一种含二氧化钛光催化剂的制备方法(1)快速起效的二氧化钛复合颗粒的制备：a.取壳聚糖10g、高锰酸钾15g分别置于万能粉碎机中，粉碎成粉末粒径为20～60μm，备用；b.取羧甲基纤维素钠7g置于适宜容器中，先加入纯化水，在控制温度为45℃条件下，搅拌分散溶解，搅拌速度为70r/min，搅拌时间为2.5h，然后在继续搅拌的条件在，加入无水乙醇得羧甲基纤维素钠溶液，备用；所述羟甲基纤维素钠与纯化水的质量比为1：25，所述纯化水与无水乙醇的体积比为1:1；c.取粉碎后的壳聚糖、配方量的纳米级二氧化钛45g置于适宜容器中，混合均匀得混合粉末，然后加入b步骤中制得的羧甲基纤维素钠溶液，混合均匀，以30目筛网过筛造粒，造粒完成，置于烘箱中，设置温度为130℃烘干，备用；d.取烘干后的颗粒，置于粉碎机中粗粉碎，然后过30目筛，然后加入高锰酸钾粉，混合均匀，即得快速起效的二氧化钛复合颗粒；(2)持续起效的二氧化钛复合颗粒的制备：a.取羟丙基甲基纤维素15g，置于粉碎机中，粉碎成粒径为50～90μm的粉末，备用；b.取纳米级二氧化钛70g，加入粉碎后的羟丙基甲基纤维素中，混合均匀，然后加入纯化水，混合均匀，以30目筛网过筛造粒，造粒完成，置于烘箱中，设置温度为70℃烘干，备用；c.取烘干后的颗粒，置于粉碎机中粗粉碎，然后过30目筛，即得持续起效的二氧化钛复合颗粒；(3)取上述制得的快速起效的二氧化钛复合颗粒和持续起效的二氧化钛复合颗粒1:5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含二氧化钛的光催化剂，其特征在于，它是包括快速起效的二氧化钛复合颗粒和持续起效的二氧化钛复合颗粒混合均匀而得，所述快速起效的二氧化钛复合颗粒是由壳聚糖、纳米级二氧化钛，羧甲基纤维素钠，高锰酸钾组成，所述持续起效的二氧化钛复合颗粒是由羟丙基甲基纤维素，纳米级二氧化钛组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种含二氧化钛的光催化剂，其特征在于，它是包括快速起效的二氧化钛复合颗粒和持续起效的二氧化钛复合颗粒混合均匀而得，所述快速起效的二氧化钛复合颗粒是由壳聚糖、纳米级二氧化钛，羧甲基纤维素钠，高锰酸钾组成，所述持续起效的二氧化钛复合颗粒是由羟丙基甲基纤维素，纳米级二氧化钛组成。


2.如权利要求1所述的一种含二氧化钛的光催化剂，其特征在于，所述壳聚糖、纳米级二氧化钛，羧甲基纤维素钠，高锰酸钾的质量比为1：3~6：0.5~0.8:1~3。


3.如权利要求2所述的一种含二氧化钛的光催化剂，其特征在于，所述持续起效的二氧化钛复合颗粒中羟丙基甲基纤维素，纳米级二氧化钛的质量比为5~9:1~2。


4.如权利要求1~3任一项所述的一种含二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于，它是包括如下步骤制得：
（1）快速起效的二氧化钛复合颗粒的制备：
a取壳聚糖、高锰酸钾分别置于万能粉碎机中，粉碎成粉末粒径为20~60μm，备用；
b.取羧甲基纤维素钠置于适宜容器中，先加入纯化水，在控制温度为40~50℃条件下，搅拌分散溶解，搅拌速度为60~80r/min，搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚昱岑，田亮亮，单德鑫，王维勋，谭宁会，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50