[发明专利]一种在太阳光照下利用二氧化钛降解颗粒内吸附的亚甲基蓝的方法

说明书

一种在太阳光照下利用二氧化钛降解颗粒内吸附的亚甲基蓝的方法，属于二氧化钛光催化技术领域。其特征是包括以下步骤：（1）在含柠檬酸和氢氧化钙的水溶液中逐滴加入磷酸水溶液得到羟基磷灰石，再将羟基磷灰石加入到含亚甲基蓝的溶液中制备得到含亚甲基蓝的羟基磷灰石胶体溶液；（2）在乙醇和水的混合溶液中依次加入钛酸丁酯、硝酸和聚乙二醇，水热处理后再加入酒石酸得到二氧化钛溶液；（3）将二氧化钛溶液与含亚甲基蓝的羟基磷灰石胶体溶液混合、搅拌，离心并干燥后得到混合颗粒，经太阳光照射7～42小时后颗粒内吸附的亚甲基蓝就被降解。本方法工艺简单、原料价格低且易于工业化生产。在太阳光照射就可以实现亚甲基蓝的降解，且降解速度快。

技术领域

一种在太阳光照下利用二氧化钛降解颗粒内吸附的亚甲基蓝的方法，属于二氧化钛光催化技术领域。

背景技术

亚甲基蓝作为染料在印刷、染色领域应用非常广泛，印染行业产生的废水中含有亚甲基蓝时会对水体和土壤环境产生恶劣的影响。亚甲基蓝的常用处理方法为吸附法和光化学氧化降解法。吸附法主要是将亚甲基蓝吸附至吸附剂中，如活性炭、膨润土、羟基磷灰石、介孔二氧化硅和离子交换树脂等。中国发明专利CN201610105663.9公开了将羟基磷灰石颗粒粉碎后吸附腐殖酸制备得到改性的羟基磷灰石并用于吸附亚甲基蓝的技术方案，在亚甲基蓝浓度不超过500毫克每升的水溶液中，改性羟基磷灰石对亚甲基蓝的吸附率达到72.0～100%，吸附容量高达到350毫克每克以上。中国发明专利CN201610605501.1公开的技术方案是：在金红石型二氧化钛粉末、羟丙基纤维素、环糊精和氢氧化钾的溶液中加入乳化剂和分散剂制成分散体系，再在引发剂和交联剂作用下制备得到水凝胶吸附剂，对亚甲基蓝的饱和吸附量达到500毫克每克。这种吸附方法没有破坏染料分子，只是从水相转移到固相中，吸附了亚甲基蓝的吸附剂的进一步处理也需要进行相关研究。

光化学氧化降解水体中的亚甲基蓝也是一种处理含亚甲基蓝废水的方法，即通过光触媒-二氧化钛在外界光源作用下发生光化学反应，二氧化钛价带中的电子被光激发至导带，该电子被牺牲剂吸收，而亚甲基蓝则被与价带空穴反应后形成的活性氧化物质氧化，变为可降解的物质。二氧化钛的禁带宽度为3.2eV，吸收小于380纳米的紫外光后可以降解溶液中的亚甲基蓝。太阳光中含有5%左右的紫外光，发展利用二氧化钛在太阳光照下降解溶液中的亚甲基蓝的研究也非常多，往往采用对二氧化钛进行掺杂改性或加入敏化物质等方法来提高二氧化钛对太阳光的吸收效率。上述二氧化钛对亚甲基蓝的降解行为都发生在水溶液中，而对太阳光照射下利用二氧化钛对固相状态，如含亚甲蓝的吸附剂固体颗粒内部吸附的亚甲基蓝的降解性能研究，也就是对经干燥制备得到的固体颗粒表面吸附的亚甲基蓝的降解行为研究非常少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在太阳光照下利用二氧化钛降解颗粒内吸附的亚甲基蓝的方法，为实现上述目的，所采用的技术方案步骤如下：

（1）配制含柠檬酸和氢氧化钙的水溶液，使柠檬酸和氢氧化钙的浓度分别为0.052～0.156摩尔每升和0.676摩尔每升，搅拌得到均匀的悬浮液后将浓度为0.408摩尔每升的磷酸水溶液逐滴加入，当悬浮液的pH值降至10时停止滴加，静置18小时后离心，并用浓度为0.755摩尔每升的氯化铵水溶液洗涤，其中氯化铵的用量与氢氧化钙用量的摩尔比为1.12：1，将离心分离得到的羟基磷灰石胶体加入到含亚甲基蓝的浓度为0.5毫克每毫升的溶液中，其中依据氢氧化钙的添加量计算得到羟基磷灰石的理论生成量后在配制溶液，使羟基磷灰石的理论浓度为34克每升，搅拌2小时后制得含亚甲基蓝的羟基磷灰石胶体溶液；