[发明专利]一种用于清洁水体的二氧化钛纳米材料的制备方法

说明书

本发明为一种用于清洁水体的二氧化钛纳米材料的制备方法。一种用于清洁水体的二氧化钛纳米材料的制备方法，包括：将四氯化钛和钛酸四丁酯按照0.8‑1.2:1的质量比混合均匀后，置于陶瓷舟1中；将陶瓷舟1和装有去离子水的陶瓷舟2置于化学气相沉积炉管道中，且陶瓷舟2置于陶瓷舟1和气源入口处之间，再抽真空，通入保护气体；将化学气相沉积炉升温至250‑350℃，并保温2‑3h后，在衬底上形成白色或浅黄色的沉积物，即为所述的二氧化钛纳米材料。本发明所述的一种用于清洁水体的二氧化钛纳米材料的制备方法，该制备方法成本较低、方法简单，可大规模合成TiO₂，并且获得的TiO₂纳米材料具有沉积面积大、形貌较均匀、比表面积大、吸附程度高，光降解能力强的特点。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种用于清洁水体的二氧化钛纳米材料的制备方法。

背景技术

人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使水受到污染。目前，全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5万亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14％以上。日趋加剧的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。据世界权威机构调查，在发展中国家，各类疾病有80％是因为饮用了不卫生的水而传播的，每年因饮用不卫生水至少造成全球2000万人死亡，因此，水污染被称作“世界头号杀手”。

如何根除水中的持久性有毒污染物，是目前水污染治理领域的关键技术难题。这类有毒污染物在自然环境中难以降解，并可远距离扩散，随食物链可进入动物和人体中累积。目前采用的混凝、沉淀、生物氧化等水处理工艺和活性炭吸附、膜处理等净化技术，均难以根除。但是，近年来，TiO₂纳米材料的光催化氧化处理方法受到包括环境在内的各领域广泛关注，并运用到废水处理中。二氧化钛光催化技术是一种新兴的，具有清洁、无二次污染和工艺简单等优点的节能高效现代废水处理技术，这种水处理新技术具有应用潜力。

TiO₂纳米材料具有许多优异的理化性能，如紫外线屏蔽性能、透明性、光催化活性等，这些性质可广泛应用于精细陶瓷、化妆品、涂料、电子材料以及催化剂等领域。因此，人们对于TiO₂纳米材料的制备进行了大量的研究，开发出了多种采用不同原料制备TiO₂纳米材料的工艺。工业上生产纳米TiO₂主要是以水合TiO₂为主，即采用偏钛酸或四氯化钛为原料。

以偏钛酸为原料的制备工艺较普遍，国外有许多生产厂家，如：日本帝国化工公司、石原产业公司、冈村制油公司、英国Tioxide公司、芬兰凯米拉、美国克朗诺斯等公司。国内除沈阳化工股份有限公司外，几乎所有的厂家(例如：裕兴、河海、明日、攀研院等)都是以偏钛酸为原料生产纳米TiO₂。但以偏钛酸为原料生产的纳米TiO₂，质量普遍差于以四氯化钛为原料生产的纳米TiO₂，特别是在粒度分布、分散性、纯度等方面。