一種過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO₂-漂珠複合光催化劑及其製備方法和應用的製作方法

2023-05-31 14:07:16 1

專利名稱：一種過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明屬於光催化劑製備技術領域，涉及溶膠-凝膠-光引發聚合印跡的方法，特別涉及一種過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑及其製備方法和應用。
背景技術：
近年來，水環境中不斷探測到藥物化合物(包括抗生素)的存在，地表水、地下水、汙水甚至是飲用水裡都能發現這些化合物的存在。在所有引起環境汙染的藥物化合物中，抗生素由於其在獸醫學和人類醫學中的高消費率而佔有重要地位。絕大部分抗生素不能完 境。環境中的殘留抗生素會誘導產生耐藥性細菌，影響環境中的微生物，從而破壞生態系統的平衡，也會影響植物的生長發育，甚至影響到人類健康，所以合理處理生活廢水中的抗生素醫藥廢水是比較重要的一個環節。目前，光催化技術已廣泛應用研究於環境中的廢水處理的技術。人們對半導體及複合半導體進行改性來處理環境汙染取得很好的效果，特別是對二氧化鈦(TiO2)的改性都在很大程度上提高了其催化活性，解決了僅局限於紫外光區的光降解活性，使其在可見光(太陽光)下能夠有效的處理生活中的廢水、廢氣等汙染物。導電聚合物具有不同的結構，特殊的摻雜機制，優良的環境穩定性，易於製備以及高導電性。利用導電聚合物修飾TiO2，修飾後的TiO2在可見光下的光催化活性有所提高，這是由於導電聚合物對可見光的吸收以及可作光生電荷分離的有效載體。摻雜金屬離子可改變TiO2禁帶寬度和減少電子一空穴的複合，這有助於改善其對可見光的吸收，抑制光生載流子的複合，提高光催化反應的量子產率，對降解有機汙染物的效率有明顯的提高。分子印跡技術是利用模板分子與單體之間的共價或非共價作用，通過交聯聚合及洗脫來製備具有特異結構、對模板分子的親和吸附性和可識別性聚合物的技術。因此，發明人引入了離子印跡技術，將選定的過渡金屬離子通過離子印跡技術將其固載在催化劑表面而不用洗脫，從而在催化劑表面形成一個循環體系，加速電荷轉移，使其達到協同或促進光催化降解環境中的有機汙染物的目的。

發明內容
一種過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的製備方法，是在粉煤灰經活化後的漂珠表面包覆二氧化鈦製得TiO2-漂珠負載型光催化劑，再利用離子印跡技術將過渡金屬離子固載在催化劑表面。本發明所述的活化的漂珠是將粉煤灰微珠通過水浮選得到的漂珠，按照慣常工序經漂洗、酸化、焙燒等處理得到。本發明所述的TiO2-漂珠負載型光催化劑的製備包括如下步驟步驟A、將鈦酸四丁酯與無水乙醇混合併分散均勻，其中鈦酸四丁酯與無水乙醇體積比為 I :4 ;
步驟B、向上述體系中逐滴加入由濃鹽酸、蒸餾水和無水乙醇組成的混合液，攪拌至溶膠狀，製得二氧化鈦溶膠，其中濃鹽酸蒸餾水無水乙醇的體積比為1:15:180，所述鹽酸濃度為36 38% ；
步驟C、將上述步驟製得的活化的漂珠加入步驟B製得的二氧化鈦溶膠中，攪拌至凝膠狀，室溫下陳化；
步驟D、在空氣氛圍中以40(T60(TC煅燒4h，自然冷卻至室溫。本發明所述的利用離子印跡技術將過渡金屬離子固載在催化劑表面包括如下步驟
步驟A、將上述步驟製得的TiO2-漂珠負載型光催化劑加入到含鄰苯二胺和過渡金屬硝酸鹽的蒸餾水溶液中，並用濃鹽酸調整溶液PH值為2飛，其中所述的TiO2-漂珠負載型光催化劑蒸餾水鄰苯二胺過渡金屬硝酸鹽的比例為I g :4(Tl00mL O. 0025 O. 3g:(T0. 02g，其中所述濃鹽酸濃度為36 38% ；
步驟B、將步驟A的混合溶液超聲分散後，無光靜置24h ；
步驟C、在紫外光條件下光照反應(TeOmin後回收過濾固體顆粒，其中所述紫外光300W, λ<420nm ；
步驟D、用O. 04mol/L的Na2CO3溶液和去離子水將固體顆粒洗至中性，並用無水乙醇淋
洗；
步驟E、將步驟D所得固體顆粒置於60°C的真空乾燥箱中烘乾。本發明所述的過渡金屬硝酸鹽可以是Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Mo、Tc、Rh、Pd、Ag、W、Re、Os中的一種或者幾種上述金屬硝酸鹽任意比例的混合物。在本發明的一個較優實施例中，本發明所述的過渡金屬硝酸鹽可以是Zn、Cu、Cr、Fe、Co、Ni中的一種或者幾種上述金屬硝酸鹽任意比例的混合物。利用本發明採用溶膠-凝膠技術製備出TiO2-漂珠複合光催化劑，用離子印跡技術對其進行表面修飾製備出具有較高催化活性的離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑，並將之應用於廢水中抗生素的降解。光催化活性評價實驗方法
在DW-Ol型光化學反應儀(購自揚州大學教學儀器廠)中進行，可見光燈照射，將抗生素模擬廢水加入反應器中並測定其初始值，然後加入複合光催化劑，磁力攪拌並開啟曝氣裝置通入空氣保持催化劑處於懸浮或飄浮狀態，光照過程中間隔IOmin取樣分析，離心分離後取上層清液測定抗生素的最大吸收波長處的吸光度，並通過公式
DC= [ (A0-Ai) /A0] X 100%
算出降解率，其中Atl為達到吸附平衡時抗生素溶液的吸光度，Ai為定時取樣測定的抗生素溶液的吸光度。有益效果
過渡金屬離子修飾後光催化劑可以有效的提高光生電子和空穴對的分離效率，同時功能單體聚合後具有導電性，在固載過渡金屬離子的同時加快了電子的轉移；負載型催化劑有助於提高催化劑的光能利用率和回收率；具有較好的處理抗生素類廢水的優點。其優點在於將過渡金屬離子固載在光催化劑的表面使其不易脫落，並在體系中構建一個循環過程，實現光生電子與空穴對的有效分離，能夠有效的利用光源，達到有效降解環境中抗生素廢水的目的。


圖I過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的能量彌散X射線譜(EDS)；
圖2過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的掃描電鏡圖(SEM)；圖3過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的X射線衍射分析圖(XRD)；
圖4 TiO2-漂珠，POPD-TiO2-漂珠及過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合 光催化劑的紫外可見光譜圖(UV-Vis)；
圖5利用離子印跡技術製備過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的生成過程示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施實例對本發明進行詳細說明，以使本領域技術人員更好地理解本發明，但本發明並不局限於以下實施例。實施例I
(1)將購買的粉煤灰微珠(平頂山姚孟電廠)通過水浮選得到的漂珠，通過漂洗、酸化、焙燒等處理得到活化的漂珠；將鈦酸四丁酯與無水乙醇按1:4的比例混合併將溶液勻速攪拌至均勻分散，再逐滴加入由濃鹽酸、蒸餾水和無水乙醇按1:15:180的體積比混合的混合液，快速攪拌至溶膠狀，製得TiO2溶膠；將經過預處理的活化漂珠浸入TiO2溶膠中，勻速攪拌均勻並至凝膠狀，在室溫下陳化後再在空氣氛圍中以400°C進行煅燒4h，自然冷卻至室溫，即得到TiO2-漂珠負載型光催化劑；
(2)將上述步驟(I)中製得的TiO2-漂珠負載型光催化劑在光化學反應儀中進行光催化降解試驗，測光催化劑對四環素的降解率。實施例2
(1)將購買的粉煤灰微珠(平頂山姚孟電廠)通過水浮選得到的漂珠，通過漂洗、酸化、焙燒等處理得到活化的漂珠；將鈦酸四丁酯與無水乙醇按1:4的比例混合併將溶液勻速攪拌至均勻分散，再逐滴加入由濃鹽酸、蒸餾水和無水乙醇按1:15:180的體積比混合的混合液，快速攪拌至溶膠狀，製得TiO2溶膠；將經過預處理的活化漂珠浸入TiO2溶膠中，勻速攪拌均勻並至凝膠狀，在室溫下陳化後再在空氣氛圍中以500°C進行煅燒4h，自然冷卻至室溫，即得到TiO2-漂珠負載型光催化劑；
(2)將上述步驟(I)中製得的TiO2-漂珠負載型光催化劑在光化學反應儀中進行光催化降解試驗，測光催化劑對四環素的降解率。實施例3
(I)將購買的粉煤灰微珠(平頂山姚孟電廠)通過水浮選得到的漂珠，通過漂洗、酸化、焙燒等處理得到活化的漂珠；將鈦酸四丁酯與無水乙醇按1:4的比例混合併將溶液勻速攪拌至均勻分散，再逐滴加入由濃鹽酸、蒸餾水和無水乙醇按1:15:180的體積比混合的混合液，快速攪拌至溶膠狀，製得TiO2溶膠；將經過預處理的活化漂珠浸入TiO2溶膠中，勻速攪拌均勻並至凝膠狀，在室溫下陳化後再在空氣氛圍中以600°C進行煅燒4h，自然冷卻至室溫，即得到TiO2-漂珠負載型光催化劑；
(2)將上述步驟(I)中製得的TiO2-漂珠負載型光催化劑在光化學反應儀中進行光催化降解試驗，測光催化劑對四環素的降解率。比較得到最佳的煅燒溫度。實施例4
(1)將購買的粉煤灰微珠(平頂山姚孟電廠)通過水浮選得到的漂珠，通過漂洗、酸化、焙燒等處理得到活化的漂珠；將鈦酸四丁酯與無水乙醇按1:4的比例混合併將溶液勻速攪拌至均勻分散，再逐滴加入由濃鹽酸、蒸餾水和無水乙醇按1:15:180的體積比混合的混合液，快速攪拌至溶膠狀，製得TiO2溶膠；將經過預處理的活化漂珠浸入TiO2溶膠中，勻速攪 拌均勻並至凝膠狀，在室溫下陳化後再在空氣氛圍中以500°C進行煅燒4h，自然冷卻至室溫，即得到TiO2-漂珠負載型光催化劑；
(2)將上述步驟(I)中製得的TiO2-漂珠負載型光催化劑與加入到50mL含有O.0025g的鄰苯二胺的鹽酸的水溶液中，超聲分散5min，在無光條件下密封靜置24h，在紫外光條件(300W, λ <420nm)下，光照引發反應30min後過濾回收固體顆粒，用O. 04mol/LNa2C03溶液和去離子水將固體顆粒衝洗至中性並用無水乙醇淋洗後，置於60°C真空乾燥箱中烘乾，SP得到過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑；
(3)將上述步驟(2)中製得的M-POPD-TiO2-漂珠負載型光催化劑在光化學反應儀中進行光催化降解試驗，測光催化劑對四環素的降解率。實施例5
(1)將購買的粉煤灰微珠(平頂山姚孟電廠)通過水浮選得到的漂珠，通過漂洗、酸化、焙燒等處理得到活化的漂珠；將鈦酸四丁酯與無水乙醇按1:4的比例混合併將溶液勻速攪拌至均勻分散，再逐滴加入由濃鹽酸、蒸餾水和無水乙醇按1:15:180的體積比混合的混合液，快速攪拌至溶膠狀，製得TiO2溶膠；將經過預處理的活化漂珠浸入TiO2溶膠中，勻速攪拌均勻並至凝膠狀，在室溫下陳化後再在空氣氛圍中以500°C進行煅燒4h，自然冷卻至室溫，即得到TiO2-漂珠負載型光催化劑；
(2)將上述步驟(I)中製得的TiO2-漂珠負載型光催化劑與加入到50mL含有O.05g的鄰苯二胺的鹽酸的水溶液中，超聲分散5min，在無光條件下密封靜置24h，在紫外光條件(300W, λ <420nm)下，光照引發反應30min後過濾回收固體顆粒，用O. 04mol/LNa2C03溶液和去離子水將固體顆粒衝洗至中性並用無水乙醇淋洗後，置於60°C真空乾燥箱中烘乾，SP得到過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑；
(3)將上述步驟(2)中製得的M-POPD-TiO2-漂珠負載型光催化劑在光化學反應儀中進行光催化降解試驗，測光催化劑對四環素的降解率。實施例6
(I)將購買的粉煤灰微珠(平頂山姚孟電廠)通過水浮選得到的漂珠，通過漂洗、酸化、焙燒等處理得到活化的漂珠；將鈦酸四丁酯與無水乙醇按1:4的比例混合併將溶液勻速攪拌至均勻分散，再逐滴加入由濃鹽酸、蒸餾水和無水乙醇按1:15:180的體積比混合的混合液，快速攪拌至溶膠狀，製得TiO2溶膠；將經過預處理的活化漂珠浸入TiO2溶膠中，勻速攪拌均勻並至凝膠狀，在室溫下陳化後再在空氣氛圍中以500°C進行煅燒4h，自然冷卻至室溫，即得到TiO2-漂珠負載型光催化劑；
(2)將上述步驟(I)中製得的TiO2-漂珠負載型光催化劑與加入到50mL含有O.Ig的鄰苯二胺的鹽酸的水溶液中，超聲分散5min，在無光條件下密封靜置24h，在紫外光條件(300W, λ <420nm)下，光照引發反應30min後過濾回收固體顆粒，用O. 04mol/LNa2C03溶液和去離子水將固體顆粒衝洗至中性並用無水乙醇淋洗後，置於60°C真空乾燥箱中烘乾，SP得到過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑；
(3)將上述步驟(2)中製得的M-POPD-TiO2-漂珠負載型光催化劑在光化學反應儀中進行光催化降解試驗，測光催化劑對四環素的降解率。實施例7
(1)將購買的粉煤灰微珠(平頂山姚孟電廠)通過水浮選得到的漂珠，通過漂洗、酸化、焙燒等處理得到活化的漂珠；將鈦酸四丁酯與無水乙醇按1:4的比例混合併將溶液勻速攪拌至均勻分散，再逐滴加入由濃鹽酸、蒸餾水和無水乙醇按1:15:180的體積比混合的混合液，快速攪拌至溶膠狀，製得TiO2溶膠；將經過預處理的活化漂珠浸入TiO2溶膠中，勻速攪拌均勻並至凝膠狀，在室溫下陳化後再在空氣氛圍中以500°C進行煅燒4h，自然冷卻至室溫，即得到TiO2-漂珠負載型光催化劑；
(2)將上述步驟(I)中製得的TiO2-漂珠負載型光催化劑與加入到50mL含有O.2g的鄰苯二胺的鹽酸的水溶液中，超聲分散5min，在無光條件下密封靜置24h，在紫外光條件(300W, λ <420nm)下，光照引發反應30min後過濾回收固體顆粒，用O. 04mol/LNa2C03溶液和去離子水將固體顆粒衝洗至中性並用無水乙醇淋洗後，置於60°C真空乾燥箱中烘乾，SP 得到過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑；
(3)將上述步驟(2)中製得的M-POPD-TiO2-漂珠負載型光催化劑在光化學反應儀中進行光催化降解試驗，測光催化劑對四環素的降解率。實施例8
(1)將購買的粉煤灰微珠(平頂山姚孟電廠)通過水浮選得到的漂珠，通過漂洗、酸化、焙燒等處理得到活化的漂珠；將鈦酸四丁酯與無水乙醇按1:4的比例混合併將溶液勻速攪拌至均勻分散，再逐滴加入由濃鹽酸、蒸餾水和無水乙醇按1:15:180的體積比混合的混合液，快速攪拌至溶膠狀，製得TiO2溶膠；將經過預處理的活化漂珠浸入TiO2溶膠中，勻速攪拌均勻並至凝膠狀，在室溫下陳化後再在空氣氛圍中以500°C進行煅燒4h，自然冷卻至室溫，即得到TiO2-漂珠負載型光催化劑；
(2)將上述步驟(I)中製得的TiO2-漂珠負載型光催化劑與加入到50mL含有O.3g的鄰苯二胺的鹽酸的水溶液中，超聲分散5min，在無光條件下密封靜置24h，在紫外光條件(300W, λ <420nm)下，光照引發反應30min後過濾回收固體顆粒，用O. 04mol/LNa2C03溶液和去離子水將固體顆粒衝洗至中性並用無水乙醇淋洗後，置於60°C真空乾燥箱中烘乾，SP得到過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑；
(3)將上述步驟(2)中製得的M-POPD-TiO2-漂珠負載型光催化劑在光化學反應儀中進行光催化降解試驗，測光催化劑對四環素的降解率，比較得出鄰苯二胺的最佳施加量為
O.Ig0實施例9(1)將購買的粉煤灰微珠(平頂山姚孟電廠)通過水浮選得到的漂珠，通過漂洗、酸化、焙燒等處理得到活化的漂珠；將鈦酸四丁酯與無水乙醇按1:4的比例混合併將溶液勻速攪拌至均勻分散，再逐滴加入由濃鹽酸、蒸餾水和無水乙醇按1:15:180的體積比混合的混合液，快速攪拌至溶膠狀，製得TiO2溶膠；將經過預處理的活化漂珠浸入TiO2溶膠中，勻速攪拌均勻並至凝膠狀，在室溫下陳化後再在空氣氛圍中以500°C進行煅燒4h，自然冷卻至室溫，即得到TiO2-漂珠負載型光催化劑；
(2)將上述步驟(I)中製得的TiO2-漂珠負載型光催化劑與加入到50mL含有O.Ig的鄰苯二胺和不同量的(0g、0. 001g、0. 002g、0. 005g、0. 01g、0. 02g)過渡金屬硝酸鹽的鹽酸水溶液中，超聲分散5min，在無光條件下密封靜置24h，過渡金屬硝酸鹽可以是Zn、Cu、Cr、Fe、Co、Ni中的一種或者幾種上述金屬硝酸鹽任意比例的混合物；在紫外光條件(300W, λ <420nm)下，光照引發反應30min後過濾回收固體顆粒，用O. 04mol/LNa2C03溶液和去離子水將固體顆粒衝洗至中性並用無水乙醇淋洗後，置於60°C真空乾燥箱中烘乾，SP得到過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑。(3)分別取 O. Ig 步驟(2)中所得的各樣品 M1-M5 (Μ :Zn2+、Cr3+、Co2+、Cu2+、Fe3+、Ni2+)在光化學反應儀中進行光催化降解試驗，測光催化劑對四環素的降解率，得過渡金屬離子 Zn2+、Cr3+、Co2+、Cu2+、Fe3+、Ni2+ 的最佳投加量分別為 O. OOlg,O. OOlg,O. 002g、0. 005g、
O.002g、0. 02g,並記作空白、Zl、Cl、Co2、Cu3、F2 及 N5。(4):以步驟(3)製備出空白、Zl、Cl、Co2、Cu3、F2及N5為光催化劑，考察其對不
同的抗生素(四環素、鹽酸四環素、環丙沙星、土黴素和氯黴素)廢水的光降解活性，結果顯示製備的過渡金屬離子印跡光催化劑對不同抗生素的光降解活性順序為四環素 > 鹽酸四環素> 土黴素 > 環丙沙星，其中只有Co2在降解四環素時活性比鹽酸四環素低；另外，6種光催化劑對氯黴素的降解均呈逆趨勢。(5):通過步驟(4)得出光催化劑對四環素的降解效果最好，則選擇四環素作為降解目標物，對不同濃度(5 11^/1、1011^/1、2011^/1、3011^/1、50 11^/1)的四環素進行降解,考察目標底物濃度對印跡光催化劑降解活性的影響。結果顯示濃度越低，印跡光催化劑的降解效果越好；降解5 mg/L四環素的結果顯示，所製備的過渡金屬離子印跡光催化劑的光降解活性順序為Cl>N5>F2>Cu3>Z5>空白，但隨著濃度的增加這6種印跡光催化劑的活性是發生變化的。實施例的說明
I、煅燒溫度在40(T600°C，這個條件是在製備TiO2-漂珠的時候，只有在溫度確定之後才能進行下一步實驗，所以在實例(2)和(3)裡面其實是沒有第二步的，第一步結束後就直接進行光催化活性評價實驗了，因為此過程只需得出最適宜的煅燒溫度，所以全部選用50mg/L的四環素作為降解汙染物就可以；
2、鄰苯二胺的施加量O. 0025、. 3g，確定這個量之後才能進行下一步加入過渡金屬離子，所以在考察鄰苯二胺的量的時候是不需要加入過渡金屬鹽的，光催化活性的考察也只需選用50mg/L的四環素作為降解汙染物就可以。 圖示說明
圖I過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的EDS和圖2 SEM圖示，從圖中可以看出催化劑樣品基材的主要成分為Al、Si複合氧化物，表層覆蓋的是TiO2,並且較好的保持了催化劑樣品的球形結構。圖3過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的X衍射圖示，從圖中可以看出離子印跡複合光催化劑並沒有改變銳鈦礦型TiO2的衍射特徵峰，這與標準銳鈦礦型TiO2晶體的特徵衍射峰2 Θ =25. 5°，36. 4° ,48. 1°，54°相對應，使催化劑樣品中TiO2保持較高的光催化活性；修飾 後的催化劑在27° — 30°之間有一個寬的衍射峰，這可能是由於聚合物和金屬離子造成的；其他衍射峰主要為基材粉煤灰漂珠複合氧化物所產生。圖4為TiO2-漂珠，POPD-TiO2-漂珠及過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的UV-Vis譜圖，從圖中可以看出，印跡後的光催化劑的光吸收性能明顯強於未印跡的TiO2-漂珠光催化劑，表明印跡鐵離子的複合光催化劑具有較好的紫外和可見光吸收能力，並且印跡後的光催化劑樣品發生了明顯的紅移。圖5為利用離子印跡技術製備過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的生成過程示意圖。
權利要求
1.一種過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的製備方法，是在粉煤灰經活化後的漂珠表面包覆二氧化鈦製得TiO2-漂珠負載型光催化劑，再利用離子印跡技術將過渡金屬離子固載在催化劑表面。
2.根據權利要求I所述的一種過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的製備方法，其特徵在於，所述的活化的漂珠是將粉煤灰微珠通過水浮選得到的漂珠，按照慣常工序經漂洗、酸化、焙燒等處理得到。
3.根據權利要求I所述的一種過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的製備方法，其特徵在於，所述的TiO2-漂珠負載型光催化劑的製備包括如下步驟 步驟A、將鈦酸四丁酯與無水乙醇混合併分散均勻，其中鈦酸四丁酯與無水乙醇體積比為 I :4 ; 步驟B、向上述體系中逐滴加入由濃鹽酸、蒸餾水和無水乙醇組成的混合液，攪拌至溶膠狀，製得二氧化鈦溶膠，其中濃鹽酸蒸餾水無水乙醇的體積比為1:15:180 ； 步驟C、將步驟2製得的活化的漂珠加入步驟B製得的二氧化鈦溶膠中，攪拌至凝膠狀，室溫下陳化； 步驟D、在空氣氛圍中以40(T60(TC煅燒5h，自然冷卻至室溫。
4.根據權利要求I所述的一種過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的製備方法，其特徵在於，所述的利用離子印跡技術將過渡金屬離子固載在催化劑表面包括如下步驟 步驟A、將上述步驟製得的TiO2-漂珠負載型光催化劑加入到含鄰苯二胺和過渡金屬硝酸鹽的蒸餾水溶液中，並用濃鹽酸調整溶液PH值為2飛，其中所述的TiO2-漂珠負載型光催化劑蒸餾水[高珣I]鄰苯二胺過渡金屬硝酸鹽的比例為I g :4(Tl00mL :[高珣2](TO. 02g，所述濃鹽酸濃度為36 38% ； 步驟B、將步驟A的混合溶液超聲分散後，無光靜置24h ； 步驟C、在紫外光條件下光照反應(TeOmin後回收過濾固體顆粒，其中所述紫外光.300W, λ<420nm ； 步驟D、用O. 04mol/L的Na2CO3溶液和去離子水將固體顆粒洗至中性，並用無水乙醇淋洗； 步驟E、將步驟D所得固體顆粒置於60°C的真空乾燥箱中烘乾。
5.根據權利要求4所述的一種過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的製備方法，其特徵在於，所述的過渡金屬硝酸鹽可以是Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Mo、Tc、Rh、Pd、Ag、W、Re、Os中的一種或者幾種上述金屬硝酸鹽任意比例的混合物。
6.根據權利要求5所述的一種過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的製備方法，其特徵在於，所述的過渡金屬硝酸鹽可以是Zn、Cu、Cr、Fe、Co、Ni中的一種或者幾種上述金屬硝酸鹽任意比例的混合物。
7.根據權利要求I所述製備方法製得的過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑。
8.根據權利要求7所述過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑在廢水中降解抗生素的應用。
全文摘要
本發明屬於光催化劑製備技術領域，涉及溶膠-凝膠-光引發聚合印跡的方法，特別涉及一種過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑及其製備方法和應用。本發明公開了一種過渡金屬離子印跡負載型M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑的製備方法，是在粉煤灰經活化後的漂珠表面包覆二氧化鈦製得TiO2-漂珠負載型光催化劑，再利用離子印跡技術將過渡金屬離子固載在催化劑表面而不用洗脫，從而在催化劑表面形成一個循環體系，加速電荷轉移，使其達到協同或促進光催化降解環境中的有機汙染物的目的。利用本發明所公開的方法製備的M-POPD-TiO2-漂珠複合光催化劑，實現了光生電子與空穴對的有效分離，能夠有效的利用光源，達到降解環境中抗生素廢水的應用目的。
文檔編號B01J23/755GK102836702SQ20121031887
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月3日 優先權日2012年9月3日
發明者閆永勝, 高旬, 霍鵬偉, 逯子揚, 劉小林, 吳迪 申請人:江蘇大學