44](I)将火山岩在20°C，超声频率40kHz条件下超声水洗lh，然后分别用丙酮和乙醇浸泡各2h，过滤后，将火山岩用清水洗涤，80°C烘干，再放入0.lmol/L的NaOH溶液浸泡3h，水洗、80 °C烘干，制得火山岩载体；
[0045](2)将24g Ti (SO4)A 36g尿素溶于100ml水中，配制成负载溶液；
[0046](3)将10g步骤⑴制得的火山岩载体浸于步骤(2)制得的负载溶液中，搅拌混合均匀，加热到80°C，持续滴加0.lmol/L的尿素水溶液控制反应体系的pH = 5?7，保温反应4h，陈化24h，过滤，80°C烘干，然后按2°C /min的升温速度升温至200°C，保持lh，然后按1°C /min的升温速度升温至450°C，焙烧3h，即得火山岩负载的二氧化钛光催化剂；
[0047]将所制得的催化剂降解浓度为9mg/L的RhB，光源为365nm高压汞灯，火山岩负载的二氧化钛光催化剂用量为50g/L，2h后RhB的去除率为98.6%。
[0048]实施例4
[0049]一种火山岩负载的二氧化钛光催化剂的制备方法，包括如下步骤:
[0050](I)将火山岩在20°C，超声频率40kHz条件下超声水洗lh，然后分别用丙酮和乙醇浸泡各2h，过滤后，将火山岩用清水洗涤，80°C烘干，制得火山岩载体；
[0051](2)将24g Ti (SO4)2与36g尿素溶于100ml水中，配制成负载溶液；
[0052](3)将10g步骤⑴制得的火山岩载体浸于步骤(2)制得的负载溶液中，搅拌混合均匀，加热到80°C，持续滴加0.lmol/L的尿素水溶液控制反应体系的pH = 5?7，保温反应4h，陈化24h，过滤，80°C烘干，然后按2°C /min的升温速度升温至200°C，保持lh，然后按1°C /min的升温速度升温至450°C，焙烧3h，即得火山岩负载的二氧化钛光催化剂；
[0053]将所制得的催化剂降解浓度为9mg/L的RhB，光源为365nm高压汞灯，火山岩负载的二氧化钛光催化剂用量为50g/L，2h后RhB的去除率为93.4%。
[0054]实施例5
[0055]一种火山岩负载的二氧化钛光催化剂的制备方法，包括如下步骤:
[0056](I)将火山岩在20°C，超声频率40kHz条件下超声水洗lh，然后分别用丙酮和乙醇浸泡各2h，过滤后，将火山岩用清水洗涤，80°C烘干，再放入0.lmol/L的NaOH溶液浸泡3h，水洗、80 °C烘干，制得火山岩载体；
[0057](2)将24g Ti (SO4) 2溶于100ml水中，配制成负载溶液；
[0058](3)将10g步骤⑴制得的火山岩载体浸于步骤(2)制得的负载溶液中，搅拌混合均匀，持续滴加0.01mol/L的氨水水溶液控制反应体系的pH = 5?7，保温反应4h，陈化24h，过滤，80°C烘干，然后按2 V Mn的升温速度升温至200°C，保持lh，然后按1°C /min的升温速度升温至450°C，焙烧3h，即得火山岩负载的二氧化钛光催化剂；
[0059]将所制得的催化剂降解浓度为9mg/L的RhB，光源为365nm高压汞灯，火山岩负载的二氧化钛光催化剂用量为50g/L，2h后RhB的去除率为92.6%。
[0060]对比例
[0061]采用柱状活性炭，长度为10?20mm，比表面积800m2/g。
[0062]一种二氧化钛光催化剂的制备方法，包括如下步骤:
[0063](I)将柱状活性炭在20°C，超声频率40kHz条件下超声水洗lh，然后分别用丙酮和乙醇浸泡各2h，过滤后，将活性炭用清水洗涤，80°C烘干，再放入0.lmol/L的NaOH溶液浸泡3h，水洗、80°C烘干，制得活性炭载体；
[0064](2)将24g Ti (SO4)A 36g尿素溶于1000ml水中，配制成负载溶液；
[0065](3)将10g步骤⑴制得的活性炭载体浸于步骤(2)制得的负载溶液中，搅拌混合均匀，加热到80°C，持续滴加0.lmol/L的尿素水溶液控制反应体系的pH = 5?7，保温反应4h，陈化24h，过滤，80°C烘干，然后按2°C /min的升温速度升温至200°C，保持lh，然后按1°C /min的升温速度升温至450°C，焙烧3h，即得活性炭负载的二氧化钛光催化剂；
[0066]将所制得的催化剂降解浓度为9mg/L的RhB，光源为365nm高压汞灯，活性炭负载的二氧化钛光催化剂用量为50g/L，2h后RhB的去除率为80.2%。
[0067]结果分析
[0068]由实施例可以发现，火山岩的预处理、反应体系的pH值、焙烧温度、水解促进剂等条件对负载型催化剂的光催化活性有重要影响，实验过程中发现未经碱处理的火山岩表面负载T12牢固度明显低于碱预处理的火山岩，光催化性能上也有显著差异，反应体系的pH值，焙烧温度及水解促进剂会对最终T12的晶粒尺寸、晶型控制、负载强度有很大的影响；通过对比例将柱状活性炭作为载体与火山岩进行对比发现，柱状活性炭有高的比表面积与优异的吸附性能，但实际操作中负载的T12的量却明显低于火山岩作为载体，而且性能也较差，活性炭内部有丰富的纳米孔道，作为一种高比表面积的载体在实际负载过程与光催化反应过程中可供利用的有效表面积是极低的，纳米T12进入孔道内部限于光源与目标降解物无法到达也很难发挥作用，而火山岩相比较而言较低的表面积利用率极高，且火山岩本身含有的Fe、Ni等金属离子对1102的掺杂会产生有益效果，在一定程度上抑制了光生载流子的复合，提高光催化效率，在实验中也得到了验证；尿素作为促进剂使水解反应速度缓慢，会在火山岩表面逐渐形成一层1102膜，对厚度与牢固度都起到了有益的控制作用。
【主权项】
1.一种火山岩作为二氧化钛光催化剂负载在制备光催化剂中的应用。
2.一种火山岩负载的二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)清除火山岩表面的杂质，制得火山岩载体； (2)将Ti(SO4)2与尿素按质量比(0.5?I):1的比例溶于水中，配制成Ti离子浓度为0.08?0.15mol/L的负载溶液； (3)将步骤(I)制得的火山岩载体浸入步骤(2)制得的负载溶液中，火山岩载体与负载溶液的质量体积比为1: (8?15)，单位g/mL，混合均匀，在温度为70?90°C的条件下，保温反应2?4h，反应过程中加入尿素溶液或氨水控制反应体系pH值为5?7，然后经陈化24?48h，过滤、烘干后，在150?250°C保持I?2h，升温速度2?4°C /min，400°C?550°C焙烧2?3h，升温速度I?3°C /min，制得火山岩负载的二氧化钛光催化剂。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中，清除火山岩表面的杂质米用如下步骤: 先用清水超声清洗火山岩，然后浸入丙酮中I?3h，再浸入乙醇中I?3h，清水洗涤，即得。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述超声波清洗条件为超声清洗机频率为35?45kHz，温度为18?22°C。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中，清除火山岩表面的杂质后，还包括浸入浓度为0.1?0.3mol/L的NaOH溶液2?4h的步骤。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中加入尿素浓度为0.05?0.3mol/L的尿素溶液。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，烘干温度为70°C?80。。。
【专利摘要】本发明涉及一种火山岩作为二氧化钛光催化剂负载的应用，包括如下步骤：(1)清除火山岩表面的杂质，制得火山岩载体；(2)将Ti(SO4)2与尿素按比例溶于水中，配制成负载溶液；(3)将火山岩载体浸入负载溶液中，进行反应，反应过程中加入尿素溶液或氨水，然后经陈化，过滤、烘干后焙烧，制得火山岩负载的二氧化钛光催化剂。本发明首次采用火山岩作为二氧化钛光催化剂的载体，不仅载体强度高，而且能在一定程度上提高负载型光催化剂的性能；此外，载体具有丰富蜂窝孔状结构，大的比表面积，优异的吸附性能，作为光催化剂的载体能够提高负载型催化剂的负载牢固度与光催化性能。
【IPC分类】B01J23-889, B01J21-06
【公开号】CN104549355
【申请号】CN201510016102
【发明人】李建业, 杨建伟, 姜绍龙, 王立颖, 漆伶荣, 庞丽梅, 甄冠胜
【申请人】山东默锐环保科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月13日