[发明专利]一种纳米二氧化钛负载型活性炭的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米二氧化钛负载型活性炭的制备方法，属于活性炭改性和纳米金属材料负载方面的技术领域。

背景技术

活性炭是一种多孔性的高效吸附材料，目前已经被广泛应用于吸附、分离、催化和电子等诸多领域。根据国内外学者对活性炭进行的广泛研究，活性炭之所以具有较强的吸附性能，是由2个因素决定的：活性炭的表面结构特征和表面化学性质(包括表面酸碱性、官能团特性和电化学性质等)。因此，通过对活性炭进行相应的改性和负载，可以调控活性炭的以上两点性质，改变对不同物质的吸附性能，进而为活性炭的应用开辟新的方向。

光催化是纳米半导体材料的独特功能之一，纳米半导体材料在光的照射下，能将光能转化为化学能。其中，TiO₂作为一种n型半导体材料，具有较强的氧化性，其光催化技术可直接以空气中O₂做作氧化剂，氧化大部分的有机污染物及无机污染物，将其最终降解为CO₂、H₂O等无害物质，而且因其反应条件温和(常温、常压)，活性高，热稳定性好，价格便宜，对人体无害而倍受人们青睐。相对于单纯的纳米材料，负载型纳米材料的粒径更小，且大小均匀，形貌均一，粒径和形貌均可调控，性质稳定且成本降低，并更易推向产业化。

发明内容

本发明的目的旨在针对现有技术的不足，提供一种纳米二氧化钛负载型活性炭的制备方法。该制备方法工艺简便，成本廉价，易于控制，并将活性炭作为载体与二氧化钛的光催化降解性能结合起来，极大提高了其吸附降解污染物的效率。

本发明所采用的技术方案为：一种纳米二氧化钛负载型活性炭的制备方法，其具体步骤如下：

(1)将10ml钛酸丁酯滴加到25ml无水乙醇中，混合均匀后再加入2ml冰乙酸，得到黄色透明溶液A。

(2)将12.5ml无水乙醇与2ml的蒸馏水混合均匀后，用强酸调节PH，得到白色透明溶液B。

(3)将溶液B缓缓加入到溶液A中，搅拌0.5h，得到黄色透明溶液C。

(4)在溶液C中加入活性炭粉末并进行搅拌后，静置待其形成凝胶，再放入烘箱中烘干。

(5)将烘干后的样品放入电阻箱中煅烧后，水洗，烘干，即得到纳米二氧化钛负载型活性炭。

在步骤2中，用浓盐酸或浓硝酸调节溶液PH值为1～4。

在步骤4中，活性炭粉末的加入量为1～4g，搅拌时间为0.5～1h，静置温度为20～80℃，静置时间为3～12h。

在步骤5中，煅烧温度为400～600℃，煅烧时间为1～2h。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和效果：

1、活性炭作为载体不仅可以防止二氧化钛纳米金属团聚，提高纳米材料的稳定性，其吸附性能还可以与纳米二氧化钛产生良好的协同效应，提高纳米二氧化钛材料的活性。

2、将活性炭作为载体与二氧化钛的催化降解性能结合起来。一方面可利用活性炭对废水以及染料等具有良好的吸附性能，另一方面可利用二氧化钛对污染物进行彻底降解，极大提高了吸附降解污染物的效率。

3、该制备方法流程简单，工艺简便，成本廉价，易于控制，有着良好的发展前景和进一步深入拓展研究的价值。

具体实施方式

下面结合具体实施事例，对本发明进行详细说明：

实施例1

(1)将10ml钛酸丁酯滴加到25ml无水乙醇中，混合均匀后再加入2ml冰乙酸，得到黄色透明溶液A。

(2)将12.5ml无水乙醇与2ml的蒸馏水混合均匀后，用浓盐酸调节PH，得到白色透明溶液B。

(3)将溶液B缓缓加入到溶液A中，搅拌0.5h，得到黄色透明溶液C。

(4)在溶液C中加入活性炭粉末并进行搅拌后，静置待其形成凝胶，再放入烘箱中烘干。

(5)将烘干后的样品放入电阻箱中煅烧后，水洗，烘干，即得到灰色纳米二氧化钛负载型活性炭，其中二氧化钛的负载量约为48.34％。

在步骤2中，用浓盐酸调节溶液PH值为2～3。

在步骤4中，活性炭粉末的加入量为1g，搅拌时间为0.5h，静置温度为70℃，静置时间为3h。

在步骤5中，煅烧温度为400℃，煅烧时间为1h。

实施例2

(1)将10ml钛酸丁酯滴加到25ml无水乙醇中，混合均匀后再加入2ml冰乙酸，得到黄色透明溶液A。

(2)将12.5ml无水乙醇与2ml的蒸馏水混合均匀后，用浓硝酸调节PH，得到白色透明溶液B。