[发明专利]一种可循环使用且表面电性可调的介孔TiO2

说明书

本发明公开了一种可循环使用且表面电性可调的介孔TiO₂吸附剂及其制备方法和应用，其制备方法为：(1)将异丙醇和去离子水混合均匀后，向其中加入酸性溶液或碱性溶液，搅拌得到溶液I；(2)接着向溶液I中加入二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯的异丙醇溶液，搅拌均匀后离心；(3)将步骤(2)离心后的沉淀用去离子水和异丙醇清洗，之后经干燥后研磨，得到所述介孔TiO₂吸附剂。本发明制备的介孔TiO₂吸附剂不仅具有大的比表面积，而且表面有丰富的活性官能团，可以通过调节制备过程中溶液的pH来调节介孔TiO₂吸附剂的表面电性，从而相应的对带正电或带负电的污染物表现出高效的吸附能力，且该介孔TiO₂吸附剂能够再生，实现可循环吸附。

技术领域

本发明涉及一种可循环使用且表面电性可调的介孔TiO₂吸附剂的制备方法及其应用，属于功能材料技术领域。

背景技术

近年来，由于医药、荧光材料、有机农药、工业染料等诸多领域的发展，大量污染物如抗生素、农药、染料、化学品等通过工业废水和生活污水排放到环境中，造成水体的污染。此外，很多污染物含有芳香烃结构，对皮肤有强烈的刺激性，且具有毒性、致病性、致畸性，威胁人类的健康，因此对于此类污染物的治理十分必要。

吸附是一种常用的去除水环境中污染物的方法，但是单独的吸附过程只能将污染物从一个地方转移到另一个地方，而无法将其彻底去除。将吸附的污染物原位氧化降解为无害的CO₂和H₂O，则是一种高效的污染物治理策略。但是传统的具有高吸附能力的吸附剂通常为碳基材料，它们会在降解过程中被强氧化剂氧化，导致吸附能力降低，难以重复使用。

二氧化钛作为一种环境友好、低成本、高稳定性的材料，被广泛应用于水污染的治理。如专利CN104874367A《一种用于酸性染料处理的壳聚糖-TiO₂吸附剂的再生方法》中将TiO₂与壳聚糖相结合用于酸性染料，即阴离子染料的吸附；“草甘膦在高指{201} 二氧化钛表面的吸附去除”(杂质环境科学学报，2018年，第38卷，第1期，217-225 页)一文中，利用高指晶面{201}TiO₂吸附去除污染物有机磷农药草甘膦。但是传统的二氧化钛吸附剂的表面电性是不可调的，因此只能通过静电选择性吸附某类污染物，不具有普适性。

基于以上存在的问题，本发明提出了一种可循环使用且表面电性可调的介孔TiO₂吸附剂的制备方法及其应用，可以通过调节制备过程中溶液的pH来调节介孔TiO₂吸附剂的表面电性，从而相应的对带正电或带负电的污染物表现出高效的吸附能力，且利用强氧化剂将吸附的污染物降解后，介孔TiO₂吸附剂能够再生，实现可循环吸附。

发明内容

本发明的目的是提供一种可循环使用且表面电性可调的介孔TiO₂吸附剂的制备方法及其应用，以解决吸附剂易被强氧化剂氧化而损坏，以及TiO₂吸附剂对污染物的吸附普适性问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种可循环使用且表面电性可调的介孔TiO₂吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将异丙醇和去离子水混合均匀后，向其中加入酸性溶液或碱性溶液，搅拌得到溶液I；

(2)接着向溶液I中加入二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯的异丙醇溶液，搅拌均匀后离心；

(3)将步骤(2)离心后的沉淀用去离子水和异丙醇清洗，之后经干燥后研磨，得到所述介孔TiO₂吸附剂。