瓜 络复合光催化剂(上）对甲基橙光降解的时间曲线图。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面申请人结合具体实施例进一步阐 述本发明的内容，但本申请权利要求书请求保护的范围不仅仅局限于以下的实施例。
[0023] 以下两个实施例中所用纳米TiO2为德固赛纳米P25,产地德国；
[0024] 以下两个实施例中所用丝瓜络原料为普通市售风干的丝瓜络，在实验前需要经过 如下预处理：
[0025] 首先将丝瓜络中部掏空，切成条状丝瓜络（0. 5cmXl. 5cmX4cm)和环状丝瓜络，环 状丝瓜络宽(环的内外半径之差）0. 5cm，厚Icm ;
[0026] 然后将条状丝瓜络和环状丝瓜络浸泡于2wt%氢氧化钠溶液中反应2h,然后取出 用蒸馏水洗净，置于85°C烘箱内烘干备用。
[0027] 条状丝瓜络用于结构及形态的表征，环状丝瓜络用于光催化降解甲基橙实验。这 种选择主要是基于做表征用的量比较小，只要丝瓜络表面有二氧化钛薄膜即可。对于光催 化降解实验，要保证二氧化钛的量足够多，所以采取环形丝瓜络负载。
[0028] 实施例1 :
[0029] -种纳米二氧化钛/丝瓜络复合光催化剂的制备方法，其步骤是：
[0030] 1)将硅烷偶联剂KH550加入到乙醇溶液(所述乙醇溶液为将95v/v%乙醇用冰乙酸 调节pH至3. 5-4. 5所得）中得混合物，KH550占混合物的质量分数为5wt%，室温水解1小 时，得硅烷偶联剂水解液；
[0031] 2)将5g纳米TiO2置于500mL步骤1)所得硅烷偶联剂水解液中超声分散15min 形成混合液A，然后将混合液A置于50°C水浴中反应I. 5h，过滤，用乙醇溶液(无水乙醇：水 体积比=1:4)洗涤后80°C真空干燥，研磨成粉后得改性的TiO2，备用；
[0032] 3)将4. 7g预处理过的丝瓜络置于500mL步骤1)所得硅烷偶联剂水解液中，在 50°C下搅拌反应I. 5h，分离出丝瓜络，80°C真空干燥，备用；
[0033] 4)取步骤3)所得干燥后的丝瓜络(一个环状丝瓜络和两个条状丝瓜络，总质量在 4. 4g)置于500mL戊二醛乙醇混合溶液(戊二醛：无水乙醇体积比为1:49)中反应0. 5h，得 混合物C ;
[0034] 5)取IOmL戊二醛加入到混合物C中，然后另取2g步骤2)所得改性的TiO2置于 500mL蒸馏水中超声分散15min后得混合物B，将混合物B也加入到混合物C中，搅拌反应 0. 5h，取出丝瓜络，用乙醇溶液(无水乙醇：水体积比=1:4)浸泡0. 5h后取出，80°C真空干 燥，即得。
[0035] 为了考察本实施例所制备的纳米二氧化钛/丝瓜络复合光催化剂的光催化降解 能力，进行了如下实验：
[0036] 将I. 6g未改性的丝瓜络(仅经预处理过的丝瓜络)和I. 8g本实施例所制备的复合 光催化剂分别置于20mg/L甲基橙溶液中，在365nm波长的紫外光下反应(光源是国产紫外 灯管，功率36w) 120min，期间每隔20min取样测定甲基橙的降解率。
[0037] 再重复以上光催化降解甲基橙溶液实验4次(加上首次，一共重复使用5次)，这四 次每次反应时间固定在lOOmin，考察反应前、后本实施例所制备的复合光催化剂干重的变 化。
[0038] 本实施例中，未改性的丝瓜络在紫外灯照射120min后，对甲基橙催化降解率仅为 2. 77% ;本实施例所制备的复合光催化剂对甲基橙的催化降解率达到32. 21%，说明以此方 式负载二氧化钛光催化剂的丝瓜络对甲基橙的降解能力有了明显的提升。同时，经过5次 重复性试验后本实施例所制备的复合光催化剂的重量并没有发生明显的减少(见表1)，说 明TiO 2负载改性及后期的可持续性使用性能较好。
[0039] 表 1
【主权项】
1. 一种纳米二氧化钛/丝瓜络复合光催化剂的制备方法，其步骤是： 1) 将硅烷偶联剂KH550加入到乙醇溶液中得混合物，KH550占混合物的质量分数为 5wt%，室温水解1小时，得硅烷偶联剂水解液； 所述乙醇溶液为将95v/v%乙醇用冰乙酸调节pH至3. 5-4. 5所得； 2) 将5g纳米Ti02置于500mL步骤1)所得硅烷偶联剂水解液中超声分散15min形成 混合液A,然后将混合液A置于50°C水浴中反应1. 5h,过滤，用无水乙醇：水体积比=1:4的 乙醇溶液洗涤后80°C真空干燥，研磨成粉后得改性的Ti02，备用； 3) 将预处理过的丝瓜络置于步骤1)所得硅烷偶联剂水解液中，在50° C下搅拌反应 1-1. 5h，分离出丝瓜络，80°C真空干燥，备用； 所述预处理的方法如下： 首先将丝瓜络中部掏空，切成条状丝瓜络和环状丝瓜络； 然后将条状丝瓜络和环状丝瓜络浸泡于2wt%氢氧化钠溶液中反应2h,然后取出用蒸 馏水洗净，置于85° C烘箱内烘干备用； 4) 取步骤3)所得干燥后的丝瓜络4-7g置于500mL戊二醛乙醇混合溶液中反应 0. 5-lh，得混合物C ; 所述戊二醛乙醇混合溶液中戊二醛：无水乙醇体积比为2-3:97-98 ; 5) 取10mL戊二醛加入到混合物C中，然后另取2g步骤2)所得改性的Ti02置于500mL 蒸馏水中超声分散15min后得混合物B，将混合物B也加入到混合物C中，搅拌反应0. 5h，取 出丝瓜络，用无水乙醇：水体积比=1:4的乙醇溶液浸泡0. 5h后取出80°C真空干燥，即得。
【专利摘要】本发明属于光催化剂的制备方法技术领域，公开了一种纳米二氧化钛/丝瓜络复合光催化剂的制备方法，利用硅烷偶联剂分别对光催化剂纳米二氧化钛和天然高分子材料丝瓜络进行包覆改性，其机理是硅烷偶联剂中的烷氧基与TiO2表面的羟基及丝瓜络表面的羟基反应从而使二氧化钛与丝瓜络改性，并且能提高二氧化钛的分散性。通过双功能团交联剂对改性后的产物进行交联反应，使得纳米二氧化钛和丝瓜络充分结合，实现纳米二氧化钛在丝瓜络表面的负载。纳米二氧化钛在丝瓜络上的成功负载及所表现出的光降解性能，可解决现有光催化剂回收难、易脱落等问题，同时负载后属于环境友好材料且不产生二次污染，为富营养化水体污染物的去除提供了新的方法和方向。
【IPC分类】B01J31-38
【公开号】CN104624243
【申请号】CN201310566445
【发明人】吴振斌, 孔令为, 许 鹏, 贺锋, 张义, 徐栋
【申请人】中国科学院水生生物研究所
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月14日