[发明专利]混相介孔二氧化钛、制备方法及采用其光催化去除含砷有机污染物的处理方法

权利要求书

1.一种混相介孔二氧化钛，其特征在于，所述混相介孔二氧化钛为锐钛矿和金红石的混相晶型，具有粒径3nm～25nm的孔，并含有氧空位。

2.根据权利要求1所述的混相介孔二氧化钛，其特征在于，所述混相介孔二氧化钛的比表面积在78.63cm²/g～130.56cm²/g。

3.如权利要求1或2所述的混相介孔二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述方法为溶剂蒸发诱导自组装法，具体包括以下步骤：

(1)将模板剂溶于溶剂中，加入盐酸和硫酸，搅拌，得到混合液；

(2)向混合液中加入钛酸盐，搅拌，发生水解聚合反应；

(3)干燥后转入反应炉内，于保护性气氛下焙烧，得到混相介孔二氧化钛；

其中，盐酸、硫酸和钛酸盐的质量比为(100～160):(35～50):300，优选为140:46:300。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述模板剂为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物，即P123模板剂；

优选地，步骤(1)所述溶剂为乙醇；

优选地，步骤(1)所述盐酸为质量分数为36％～38％的浓盐酸；

优选地，步骤(1)所述硫酸的质量分数为44％；

优选地，步骤(1)所述搅拌的时间为2h～5h，优选为3h；

优选地，步骤(2)所述钛酸盐为钛酸异丙酯钛酸异丙酯；

优选地，步骤(2)所述搅拌的时间为18h～24h，优选为20h；

优选地，步骤(3)所述干燥为：先在40℃干燥2天，再在100℃干燥2天；

优选地，步骤(3)所述干燥在真空干燥箱中进行；

优选地，步骤(3)所述保护性气氛为氮气气氛；

优选地，步骤(3)所述焙烧为：先在650℃烧3h，再在450℃烧6h。

5.一种采用权利要求1所述的混相介孔二氧化钛光催化去除含砷有机污染物的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：

向含有含砷有机污染物的溶液中投加权利要求1所述的混相介孔二氧化钛，在黑暗条件下搅拌吸附，然后将溶液转移至光催化反应器中，在光照条件下进行光催化反应。

6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述含砷有机污染物包括：一甲基砷MMA、二甲基砷DMA、阿散酸或洛克沙胂中的任意一种或至少两种的组合，优选为DMA；

优选地，所述含有含砷有机污染物的溶液中，含砷有机污染物的浓度为100μg/L～1.4g/L，优选为100μg/L～500μg/L；

优选地，所述混相介孔二氧化钛的加入量为0.8g/L～1g/L；

优选地，所述黑暗条件下搅拌吸附的时间为0.5h～2h，优选为1h；

优选地，所述光照为氙灯照射。

7.根据权利要求5或6所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括将含有含砷有机污染物和混相介孔二氧化钛的溶液的pH值调整至3～10的步骤，优选调整至为5～7；

优选地，采用HCl或NaOH中的任意一种对pH值进行调节。

8.根据权利要求5-7任一项所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括：在光催化反应降解含砷有机污染物的过程中，测试不同形态的砷的浓度变化，从而得知混相介孔二氧化钛光催化降解含砷有机污染物过程中含砷有机污染物的转化路径；

优选地，所述测试采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用HPLC-ICP-MS方法；

优选地，所述测试的过程为：每隔5min取2ml的水样，并用50μm的滤膜进行过滤，过滤后的水样用HPLC-ICP-MS方法测定，以确定不同形态的砷浓度变化。

9.根据权利要求5-8任一项所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括：向含有含砷有机污染物和混相介孔二氧化钛的溶液中加入掩蔽剂，并通过测试光催化降解含砷有机污染物过程中砷浓度的变化，以确定混相介孔二氧化钛光催化降解含砷有机污染物过程中何种活性物质发挥了作用；

优选地，所述掩蔽剂包括碳酸氢钠溶液、对苯醌溶液、叔丁醇溶液、三乙醇胺和氮气。

10.如权利要求5-9任一项所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：

向浓度为100μg/L～500μg/L的DMA溶液中投加权利要求1所述的混相介孔二氧化钛，使混相介孔二氧化钛的加入量为0.8g/L～1g/L，然后采用HCl或NaOH调节溶液的pH值至5～7，在黑暗条件下搅拌吸附1h，然后将溶液转移至光催化反应器中，在氙灯照射下进行光催化反应降解DMA并测试降解过程中不同形态的砷的浓度变化。