申请日2016.01.21
公开(公告)日2016.06.29
IPC分类号B01J20/20; B01J20/12; B01J20/16; B01J20/14; B01J20/10; C02F1/28; C02F1/30; B01J23/83; B01J23/50; B01J23/26; B01J23/10; B01J23/89; B01J23/66; B01J23/835
摘要
本发明公开了一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料，由(a)纳米二氧化钛和(b)吸附性多孔材料及(c)纳米二氧化钛改性材料组成;所述的纳米二氧化钛改性材料包括惰性金属Ag、Au、Pt或/和过渡金属离子Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu或/和稀土金属离子La3+、Y3+、Eu3+或/和Fe?Sn、Fe?La。本发的纳米二氧化钛复合材料由纳米二氧化钛改性材料、纳米二氧化钛、吸附性多孔材料复合而成，提高纳米二氧化钛的光催化活性和对光的利用率，以及纳米二氧化钛的利用率，对于废水中污染物的分解有显著效果。
权利要求书
1.一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料，其特征在于：其由(a)纳米二氧化钛和(b)吸附性多孔材料以及(c)纳米二氧化钛改性材料组成;
所述的纳米二氧化钛改性材料包括惰性金属Ag、Au、Pt或/和过渡金属离子Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu或/和稀土金属离子La3+、Y3+、Eu3+或/和Fe-Sn、Fe-La。
2.根据权利要求1所述的一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料，其特征在于：所述的(a)纳米二氧化钛与(b)吸附性多孔材料的质量份数的比例为2～5：20～25。
3.根据权利要求1所述的一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料，其特征在于：所述的稀土金属离子La3+、Y3+、Eu3+的负载量分别为纳米二氧化钛的0.5%。
4.根据权利要求1所述的一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料，其特征在于：所述的所述的过渡金属离子Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu的负载量分别为纳米二氧化钛的0.3～0.5%。
5.根据权利要求1所述的一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料，其特征在于：所述的惰性金属Ag、Au、Pt的负载量分别为纳米二氧化钛的3%。
6.根据权利要求1所述的一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料，其特征在于：所述的吸附性多孔材料为石墨烯、活性炭、碳纳米管、玻璃纤维、凹凸棒石、膨润土、沸石、硅藻土其中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料，其特征在于：所述的纳米二氧化钛复合材料应用于含油废水、药物废水、印染废水、造纸废水的处理。
说明书
一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料
技术领域
本发明涉及一种纳米二氧化钛复合材料，具体涉及一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料。
背景技术
纳米二氧化钛作为半导体光催化剂在实际应用中存在关键的技术难题，制约着其大规模工业应用。首先是太阳能的的利用率较低，直接用太阳光作为光源的光催化剂降解有机物污染的效率很低，要大规模的处理废水需扩大采光面积以增加采光强度，或采用人工紫外光源，这无论对设计、制造以及运行成本等方面都是极大的难题。因此，扩展半导体光催化的响应光谱范围，使其在可见光区有较高的光催化活性使技术改进的方向。其次，纳米二氧化钛的量子效率较低，难以处理数量大、高浓度的废水。再次，纳米二氧化钛应用于废水处理一般采用悬浮分散法处理，纳米二氧化钛易于二氧化钛混杂流失。为提高纳米二氧化钛的光催化活性和对光的利用率，以及提高纳米二氧化钛的利用率，可以对纳米二氧化钛进行改性并将其载体固定化处理。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术，提供一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料，由(a)纳米二氧化钛和(b)吸附性多孔材料及(c)纳米二氧化钛改性材料组成;所述的纳米二氧化钛改性材料包括惰性金属Ag、Au、Pt或/和过渡金属离子Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu或/和稀土金属离子La3+、Y3+、Eu3+或/和Fe-Sn、Fe-La。
所述的(a)纳米二氧化钛与(b)吸附性多孔材料的质量份数的比例为2～5：20～25。
优选的，所述的(a)纳米二氧化钛与(b)吸附性多孔材料的质量份数的比例为5：22。
进一步说明，所述的稀土金属离子La3+、Y3+、Eu3+的负载量分别为纳米二氧化钛的0.5%。
进一步说明，所述的所述的过渡金属离子Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu的负载量分别为纳米二氧化钛的0.3～0.5%。
进一步说明，所述的惰性金属Ag、Au、Pt的负载量分别为纳米二氧化钛的3%。
进一步说明，所述的吸附性多孔材料为石墨烯、活性炭、碳纳米管、玻璃纤维、凹凸棒石、膨润土、沸石、硅藻土其中的一种或几种;
进一步的，本发明优选的选用石墨烯、活性炭、碳纳米管作为纳米二氧化钛固定化材料。
进一步的说明，吸附性多孔材料具丰富的多孔结构，可以将废水中的多种有机物质吸附，而将改性的纳米二氧化钛负载于多孔材料，可以将废水中的污染物有效的吸附再进行分解。
进一步说明，负载Ag、Au、Pt的纳米二氧化钛可以提高纳米二氧化钛在可见光区的吸收;负载Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu过渡金属离子，稀土金属离子La3+、Y3+、Eu3+，Fe-Sn和Fe-La可提高纳米二氧化钛的光催化性能。
进一步的，本发明的纳米二氧化钛复合材料应用于含油废水、药物废水、印染废水、造纸废水的处理。本发明的纳米二氧化钛复合材料可以将较难分的的有机污染物快速的分解，对废水的处理具有很好的效果。
本发明的有益效果是:本发的纳米二氧化钛复合材料由纳米二氧化钛改性材料、纳米二氧化钛、吸附性多孔材料复合而成，提高纳米二氧化钛的光催化活性和对光的利用率，以及纳米二氧化钛的利用率，对废水中污染物的分解有显著效果。
具体实施方式
下文中将结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
本发明的一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料中，a)纳米二氧化钛与b)吸附性多孔材料的质量份数的比例为1：5。
所述的吸附性多孔材料选用石墨烯。
所述的纳米二氧化钛改性材料选用La3+、Ni，La3+的负载量为纳米二氧化钛质量的0.5%，Ni负载量分别为纳米二氧化钛质量的0.5%。
实施例2
本发明的一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料中，a)纳米二氧化钛与b)吸附性多孔材料的质量份数的比例为1：4。
所述的吸附性多孔材料选用石墨烯、活性炭。
所述的纳米二氧化钛改性材料选用Ag，其负载量为纳米二氧化钛质量的0.3%。
实施例3
本发明的一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料中，a)纳米二氧化钛与b)吸附性多孔材料的质量份数的比例为2：25。
所述的吸附性多孔材料选用凹凸棒石、膨润土、沸石。
所述的纳米二氧化钛改性材料选用Cr，其负载量为纳米二氧化钛质量的0.5%。
实施例4
本发明的一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料中，a)纳米二氧化钛与b)吸附性多孔材料的质量份数的比例为2:21。
所述的吸附性多孔材料选用石墨烯、碳纳米管、活性炭。
所述纳米二氧化钛改性材料选用Eu3+，其负载量为纳米二氧化钛质量的0.5%。
实施例5
本发明的一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料中，a)纳米二氧化钛与b)吸附性多孔材料的质量份数的比例为5：22。
所述的吸附性多孔材料选用石墨烯、碳纳米管、硅藻土其中。
所述的纳米二氧化钛改性材料选用Co和Pt，Co负载量为纳米二氧化钛质量的0.3%，Pt负载量为纳米二氧化钛质量的3%。
实施例6
本发明的一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料中，a)纳米二氧化钛与b)吸附性多孔材料的质量份数的比例为1：8。
所述的吸附性多孔材料选用玻璃纤维。
所述的纳米二氧化钛改性材料选用Y3+和Au，Y3+负载量为纳米二氧化钛质量的0.5%，Au负载量为纳米二氧化钛质量的3%。
实施例7
本发明的一种应用于废水处理的纳米二氧化钛复合材料中，a)纳米二氧化钛与b)吸附性多孔材料的质量份数的比例为1：11。
所述的吸附性多孔材料选用玻璃纤维、活性炭。
所述的纳米二氧化钛改性材料选用Fe-Sn，其负载量为纳米二氧化钛质量的4%。