【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化，特别涉及一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料及制备方法。
技术介绍
1、四环素(tc)是一种具有广谱抗菌作用的有机化合物，其属于四环素族抗生素中最基本的化合物，为新兴关注污染物(cecs)。四环素及其衍生物通常对生物降解过程具有抗性，研究报告显示，未经处理的污水中四环素的浓度在纳克/升至毫克/升范围内。
2、目前关于去除水中tc的方法主要有微生物法、化学氧化法、物理分离、吸附、光催化氧化法等。四环素的稳定结构导致难以被生物降解，化学氧化则高能耗、高成本，物理分离则具有效率低、成本高的缺点。光催化氧化降解盐酸四环素是利用光催化剂在光照条件下产生活性氧物种(如羟基自由基、超氧阴离子等)，通过氧化、还原等反应将有机污染物降解为无害的物质。其中，光催化剂的选择对降解效果至关重要，目前常用的光催化剂有二氧化钛(tio2)、氧化锌(zno)等。
3、tio2是一种优异的半导体材料，但是受限于可见光利用率低、电子空穴对易复合、使用中易团聚、对有害气体以及有机污染物吸附性较差等缺陷。而羟基磷灰石(hap)对有机物有着很好的吸附能力，由于其特殊的六方体晶系结构，hap具有很强的离子交换能力。将具有良好吸附性能的hap与纳米tio2光催化剂结合，制得hap/纳米tio2复合材料，利用hap吸附有机物，可在一定程度上弥补纳米tio2吸附能力弱的缺陷，有利于提高纳米tio2的光催化效率和使用寿命，并能极大地拓展其应用范围。因此我们采用不同高暴露晶面的tio2与羟基磷灰石复合，来提高tio2降解盐酸四环素
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供了一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料及制备方法。
2、本专利技术第一个目的在于提供一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，包括二氧化钛和二氧化钛负载的羟基磷灰石，其中，所述负载的羟基磷灰石占复合光催化材料的质量为10～16％，所述二氧化钛为锐钛矿tio2-{001}或锐钛矿tio2-{101}。
3、进一步地，所述锐钛矿tio2-{001}由以下步骤制成：
4、将氢氟酸逐滴加入钛酸正四丁酯中，搅拌均匀，随后第一水热反应，陈化，收集固体，经过无水乙醇、水和氢氧化钠溶液洗涤，干燥，得锐钛矿tio2-{001}。
5、进一步地，所述氢氟酸、钛酸正四丁酯的用量比为2-3ml:25ml；所述第一水热反应的温度为180-200℃，所述第一水热反应的时间24-36h。
6、进一步地，所述锐钛矿tio2-{101}由以下步骤制成：
7、将ticl4的盐酸澄清溶液加入50ml第一氨水中，用第二氨水调节ph，陈化，收集固体，经水洗、干燥，得到前躯体ti(oh)4；
8、将前躯体ti(oh)4、nh4cl、水和异丙醇混合均匀后，经第二水热反应后，收集固体，洗涤、干燥，得锐钛矿tio2-{101}。
9、进一步地，所述ticl4的盐酸澄清溶液由6.6mlticl4和20-23ml盐酸在0℃下混合制成，所述盐酸的浓度为0.43m。
10、进一步地，所述ticl4的盐酸澄清溶液具体配置步骤，包括：
11、0℃下，将6.6mlticl4加入第一部分盐酸中，放置至混合液稳定，再加入剩余部分盐酸，得ticl4的盐酸澄清溶液，其中，第一部分盐酸与剩余部分盐酸的体积比为1:1-1.5。
12、进一步地，所述第一氨水的质量浓度为5.5wt％，所述第二氨水的质量浓度为4wt％，所述ticl4的盐酸澄清溶液中ticl4与所述第一氨水的用量比为6.6ml:50-55ml，调节的ph范围为7-8；所述前躯体ti(oh)4、nh4cl、水和异丙醇的用量比为2.0g:0.2g:15-28ml:15-28ml；所述第二水热反应的温度为180-200℃，所述第二水热反应的时间24-36h。
13、本专利技术的第二个目的在于提供一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料的制备方法，所述二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料为上述的复合光催化材料，包括：
14、将锐钛矿tio2-{001}或锐钛矿tio2-{101}分散入饱和氢氧化钙溶液，水浴搅拌，收集固体，烘干得到ca(oh)2/tio2前驱体；
15、将naoh溶液加入(nh3)2hpo4溶液中，调节(nh3)2hpo4溶液ph为10±0.5，随后将ca(oh)2/tio2前驱体加入(nh3)2hpo4和naoh溶液，进行第三水热反应，收集第三水热反应固体，洗涤、干燥，得二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料。
16、进一步地，所述水浴搅拌时，水浴温度为80-100℃，搅拌时间为15-60min，(nh3)2hpo4溶液的浓度为0.05m，所述naoh溶液的浓度为0.1m，所述第三水热反应的反应温度为110-120℃，反应时间为12-20h。
17、本专利技术的第三个目的在于提供上述的二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料或上述的方法制成的二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料在降解盐酸四环素方面的应用。
18、本专利技术的有益效果：
19、本专利技术提供的一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料及制备方法，采用两种晶面({001}和{101})二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，并给出了两种晶面二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料的制备方法，其中，所述二氧化钛负载羟基磷灰石的复合光催化材料，具有高效率降解盐酸四环素的性能和较好的稳定性；
20、所述制备方法工艺简单，操作简便，合成试剂较为常见，价格低廉且有很好的应用前景。
21、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，其特征在于，包括二氧化钛和二氧化钛负载的羟基磷灰石，其中，所述负载的羟基磷灰石占复合光催化材料的质量为10～16％，所述二氧化钛为锐钛矿TiO2-{001}或锐钛矿TiO2-{101}。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，其特征在于，所述锐钛矿TiO2-{001}由以下步骤制成：
3.根据权利要求2所述的一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，其特征在于，所述氢氟酸、钛酸正四丁酯的用量比为2-3mL:25mL；所述第一水热反应的温度为180-200℃，所述第一水热反应的时间24-36h。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，其特征在于，所述锐钛矿TiO2-{101}由以下步骤制成：
5.根据权利要求4所述的一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，其特征在于，所述TiCl4的盐酸澄清溶液由6.6mLTiCl4和20-23mL盐酸在0℃下混合制成，所述盐酸的浓度为0.43M。
6.根据权利要求5所述的一种二氧化钛负
7.根据权利要求4-6任一项所述的一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，其特征在于，所述第一氨水的质量浓度为5.5wt％，所述第二氨水的质量浓度为4wt％，所述TiCl4的盐酸澄清溶液中TiCl4与所述第一氨水的用量比为6.6mL:50-55mL，调节的pH范围为7-8；所述前躯体Ti(OH)4、NH4Cl、水和异丙醇的用量比为2.0g:0.2g:15-28mL:15-28mL；所述第二水热反应的温度为180-200℃，所述第二水热反应的时间24-36h。
8.一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料为权利要求1-7任一项所述的复合光催化材料，包括：
9.根据权利要求8所述的一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述水浴搅拌时，水浴温度为80-100℃，搅拌时间为15-60min，(NH3)2HPO4溶液的浓度为0.05M，所述NaOH溶液的浓度为0.1M，所述第三水热反应的反应温度为110-120℃，反应时间为12-20h。
10.权利要求1-7任一项所述的二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料或权利要求8-9任一项所述的方法制成的二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料在降解盐酸四环素方面的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，其特征在于，包括二氧化钛和二氧化钛负载的羟基磷灰石，其中，所述负载的羟基磷灰石占复合光催化材料的质量为10～16％，所述二氧化钛为锐钛矿tio2-{001}或锐钛矿tio2-{101}。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，其特征在于，所述锐钛矿tio2-{001}由以下步骤制成：
3.根据权利要求2所述的一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，其特征在于，所述氢氟酸、钛酸正四丁酯的用量比为2-3ml:25ml；所述第一水热反应的温度为180-200℃，所述第一水热反应的时间24-36h。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，其特征在于，所述锐钛矿tio2-{101}由以下步骤制成：
5.根据权利要求4所述的一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，其特征在于，所述ticl4的盐酸澄清溶液由6.6mlticl4和20-23ml盐酸在0℃下混合制成，所述盐酸的浓度为0.43m。
6.根据权利要求5所述的一种二氧化钛负载羟基磷灰石复合光催化材料，其特征在于，所述ticl4的盐酸澄清溶液具体配置步骤，包括：
7.根据权利要求4-6...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘园旭，陈文静，宋湘雨，孙鑫豪，
申请(专利权)人：安徽中医药大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。