[发明专利]一种纳米二氧化钛-聚氨酯海绵复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米二氧化钛‑聚氨酯海绵复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)将10‑12g聚氨酯海绵块用蒸馏水、乙醇、丙酮超声处理后烘干至恒重；(2)取0.8‑1.2g纳米二氧化钛粉末溶解于10mL表面活性剂溶液中，搅拌形成溶液M；(3)取0.28‑0.33g羟丙基甲基纤维素粉末溶解于20mL表面活性剂溶液中，搅拌形成溶胶N；(4)将溶液M和溶胶N混合形成纳米二氧化钛浆料；5)取预处理后的聚氨酯海绵加入纳米二氧化钛浆料中搅拌后置于烘箱中；(6)将聚氨酯海绵经清洗、超声处理；7)将聚氨酯海绵烘干至恒重，即得到纳米二氧化钛‑聚氨酯海绵复合材料。本发明方法简单易行、成本低廉，得到的产品可见光催化活性高，能有效降解废水中有机氯化物。

技术领域

本发明涉及一种可见光催化降解复合材料的制备方法，具体是一种适用于降解水中有机氯化物的可见光催化降解的纳米二氧化钛-聚氨酯海绵复合材料的制备方法。

背景技术

有机氯化物是水环境的主要污染源。这些化合物具有致毒性和致突变性，性质稳定很难被降解，并能通过生物累积，危害性巨大。因此开展有机氯化物的高效治理技术研究是非常重要的。

处理含各种难降解有机物废水经常用到高级氧化技术，高级氧化技术中光催化氧化技术对有机氯化物去除有显著效果。有很多研究者探究光催化氧化技术在制浆造纸废水的应用，其中报道最多的光催化剂是二氧化钛。但是，目前以二氧化钛为光催化剂的光催化技术还存在一些关键的科学技术难题，使其在工业上的广泛应用受到一定限制。这些问题主要有：

(1)目前的光催化剂大多数都是在紫外光区才能被激发，但是紫外光会使得载体受到伤害，而且紫外光仅占太阳光的5％。这些限制使得光催化剂在实际中很难发挥应有的作用。因此具有可见光响应能力的光催化剂是目前研究的热点。

(2)在最开始的光催化研究中，悬浮体系占很大一部分。悬浮体系能使光催化剂与目标物充分混合，而且反应器设计简单，催化反应速率较高。但催化剂的回收和重复使用很难，使用后不得不经过过滤等方法将其分离并回收，过程繁杂。有研究人员将制备好的光催化剂均匀分布在透光平面载体上。这样光催化剂不会散布在水体中，能避免分离催化剂的步骤。但这种反应体系下催化剂与目标物的接触面积跟悬浮体系相差甚远，光催化效率很低。所以光催化剂的负载工艺和循环利用是当前急需解决的难题，也是光催化技术实用化的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米二氧化钛-聚氨酯海绵复合材料的制备方法，使该复合材料能够解决现有技术光催化材料存在不能长久附着、脱落情况严重、回收困难等缺点，进而实现光催化材料的长期有效利用，为有机氯化物提供绿色、经济可行的处理方法。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明一种纳米二氧化钛-聚氨酯海绵复合材料的制备方法，包括以下操作步骤：

(1)将10-12g聚氨酯海绵块依次使用蒸馏水、乙醇、丙酮各超声处理20min，然后放入烘箱中烘干至恒重，以除去表面的油污、杂质、灰尘等，从而增强与纳米二氧化钛的结合力；

(2)称取0.8-1.2g纳米二氧化钛粉末溶解于10mL浓度为0.2-0.3g/L的表面活性剂丁二酸二辛酯磺酸钠溶液中，同时进行磁力搅拌，磁力搅拌时间为10-20min，形成溶液M；

(3)称取0.28-0.33g羟丙基甲基纤维素粉末作为粘结剂溶解于20mL浓度为0.2-0.3g/L表面活性剂丁二酸二辛酯磺酸钠溶液中，同时进行机械搅拌，机械搅拌时间为10-20min，形成溶胶N；

(4)然后将溶液M和溶胶N混合，并经过10-20min机械搅拌，便可形成纳米二氧化钛浆料；

(5)将步骤(1)预处理后的聚氨酯海绵加入步骤(4)得到的纳米二氧化钛浆料中进行10-20min机械搅拌，取出负载后的聚氨酯海绵置于70-80℃烘箱干燥4～5h，使二氧化钛粉末成功附着于聚氨酯海绵上；