的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无机功能材料技术领域，具体设及一种利用生物质原料中Si化制备高 比表面积介孔Ti化的方法。
【背景技术】
[0002] 来源于工业，农业和生活Ξ大源头的污水排放是造成水体污染的主要原因，同时 对人体健康造成了严重的威胁，在大力倡导低碳生活，健康生活的今天，有效的处理水体污 染对环境和经济社会的可持续发展有重要意义。针对于如何有效地处理运些污染物，科学 家们做了大量研究，而与物理吸附和生物修复相比，光催化技术作为一种高效绿色技术，被 公认为是一种理想的环境净化技术。
[0003] 介孔二氧化铁因其具有强氧化性，耐酸碱性好，化学性质稳定，对生物无毒，来源 丰富等优点而成为当前最具应用潜力的一种光催化剂，它能够有效的降解有机污染物，并 转化为无毒无害的也〇、〇)2、？〇43-、5化2-、^3-、面素离子无机等小分子，该项处理技术操作简 单，反应条件溫和，能耗低，并且可很大程度上减少二次污染，其在环境保护方面的应用日 益受到人们的重视。
[0004] 随着人们对介孔二氧化铁研究的深入，二氧化铁的制备方法不断涌现。然而采用 原料廉价，工艺简单，能耗低的的方法制备高性能的介孔二氧化铁仍是当前二氧化铁工业 化生产的主要目标，在所有二氧化铁制备方法所使用的铁源之中，TiOS〇4因其价格低廉，原 料易得，在工业生产中占据重要地位，如W尿素，氨水或碳酸钢等为沉淀剂的沉淀法，W及 膜分散沉淀法，机械化学法等。然而W上方法均存在着自身的不足，如工艺流程复杂，参数 控制困难，并造成一定程度的环境问题，因而急需进一步完善介孔二氧化铁的制备工艺，开 发一种高质量，高性能，环境友好性的介孔二氧化铁制备方法。
【发明内容】
[0005] 为了解决W上现有技术的缺点和不足之处，为当前介孔二氧化铁的工业化生产提 供新的制备工艺，本发明的目的在于提供一种利用生物质中Si化制备高比表面积介孔Ti化 的方法。本发明采用无机铁源和生物质中Si化制备介孔Ti化，具有成本低，设备简单，操作方 便等优点，可通过简易的方法制得高比表面积介孔Ti化。
[0006] 本发明目的通过W下技术方案实现：
[0007] 一种利用生物质中Si化制备高比表面积介孔Ti化的方法，具体包括W下步骤：
[000引（1)娃铁复合物的制备:将介孔Si化用强碱溶液进行溶解，得到溶解液;再在室溫 下，向溶解液中滴加铁前驱体溶液直至pH为中性，陈化，过滤，干燥至恒重，得到Si化/Ti02复 合物；
[0009] (2)高溫处理:将Si化/Ti〇2复合物进行灼烧处理，冷却，得到高溫处理的复合物;步 骤(2)所述灼烧处理的溫度为300~1200°C，优选为600~800°C ;所述灼烧处理的时间为1~ 4小时；
[0010] (3)碱处理:将步骤(2)所得的高溫处理的复合物采用强碱溶液浸泡，水洗至中性， 分离干燥至恒重，得到高比表面积介孔Ti化。
[0011] 步骤(1)所述强碱溶液为氨氧化钢溶液或氨氧化钟溶液中的一种W上，步骤（1)所 述强碱溶液的质量分数为5%~30%。
[001^ 步骤（1)所述溶解的溫度为50~90°C，溶解的时间为24~4她。
[0013] 步骤(1)所述强碱溶液与介孔Si化的质量比为巧~20) :(0.1~2)。
[0014] 步骤（1)所述铁前驱体优选TiOS化，步骤（1)所述铁前驱体溶液的浓度为5wt%~ 30wt%。
[001引步骤(1)所述陈化时间为12~48小时;步骤(1)所述干燥溫度80°C~150°C。
[0016] 步骤(3)所述强碱溶液为氨氧化钢溶液或氨氧化钟溶液中的一种W上，步骤(3)所 述强碱溶液的质量分数为5%~20%。
[0017] 步骤(3)所述强碱溶液与高溫处理的复合物的质量比为50: (0.1~2.0)。
[001引步骤(3)所述浸泡时间为24~48小时，所述浸泡溫度为50~100°C，优选80°C ;步骤 (3)所述干燥溫度为120~180°C，优选150°C。
[0019] 步骤（1)所述介孔Si化的制备方法为：向稻壳中加入盐酸溶液，在微沸的状态下保 溫反应，趁热过滤，洗涂至中性，干燥至恒重，然后采用马弗炉进行高溫氧化热解，冷却，得 到介孔SiO2。
[0020] 所述盐酸溶液的质量百分比浓度为0.1~10%，优选为0.2%;所述盐酸溶液与稻 壳的质量比为（1000~1500): 100;所述微沸的溫度为97~105°C，所述保溫反应的时间为1 ~化，所述洗涂是指用蒸馈水进行洗涂。
[0021] 所述高溫氧化热解的溫度为600~800°C，高溫氧化热解的时间为1~4h;所述高溫 氧化热解是在空气氛围中进行;所述马弗炉的升溫速率为5°C/min。
[0022] 所述干燥溫度为80~150°C。
[0023] 本发明的原理为：
[0024] 本发明WTiOS化和稻壳中的Si化为原料，通过调整前驱溶液的PH，使得Si化和Ti化 发生共沉淀，形成Si化和Ti化相互包裹的复合结构，通过灼烧处理将无定型Ti化转化为晶体 Ti〇2(锐铁矿和金红石的混合物），由于Si化的支撑作用，保持了Ti化孔结构的原貌，再用强 碱除去S i化，得到高比表面积介孔Ti化。
[0025] 与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：
[0026] (1)本发明所采用的Si化由稻壳经酸处理后灼烧制得，并WTiOS化为铁源，具有原 料来源广泛，价廉易得，经济环保等优点；
[0027] (2)本发明的制备方法，工艺简单，操作方便，制得的介孔Ti化具有高比表面积；
[0028] (3)本发明的方法，扩大了介孔二氧化铁的制备途径，对二氧化铁生产工艺的改进 具有极大的启示意义。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0030] 实施例1
[0031] 一种利用生物质中Si化制备高比表面积介孔Ti化的方法，包括如下步骤：
[0032] (1)介孔Si化的制备:取10克的东北稻壳，用120克质量分数为0.2 %的盐酸溶液在 微沸状态下（约l〇〇°C)保溫2小时，趁热过滤并用蒸馈水洗涂至中性，150°C下干燥至恒重， 然后置于马弗炉中，设置升溫速度5°C/min，并在700°C下高溫氧化热解2小时，自然冷却至 室溫，得到介孔Si化；
[003；3] (2)娃铁复合物的制备:取0.2克步骤（1)制备的介孔Si〇2，用20克质量分数为5 % 的氨氧化钢溶液在80°C下溶解24小时；再在25°C下，用质量分数为10%Ti0S化溶液滴定至 中性，陈化24小时后过滤，80°C干燥至恒重，得到Si〇2/Ti化复合物；
[0034] (3)高溫处理：取1.0克上述Si化/Ti〇2复合物置于马弗炉中，设定升溫速率5°C/ min,在700°C灼烧处理2小时，W10°C/min的速率降溫，得到高溫处理的复合物；
[0035] (4)碱处理:在80°C水浴中，将0.5克步骤(3)所得的高溫处理的复合物用50克质量 分数为10%的氨氧化钢溶液浸泡24小时，水洗至中性，150°C干燥至恒重，得到高比表面积 介孔TiO2，性能参数如表1所示。
[0036] 实施例2
[0037] 一种利用生物质中Si化制备高比表面积介孔Ti化的方法，包括如下步骤：
[0038] (1)介孔Si化的制备:取10克的东北稻壳，用120克质量分数为0.2%的盐酸溶液在 微沸状态下（约100°c)保溫2小时，趁热过滤并用蒸馈水洗涂至中性，150°C下干燥至恒重， 然后置于马弗炉中，设置升溫速度5°C/min，并在700°C下高溫氧化热解2小时，自然冷却至 室溫，得到介孔Si化；
[0039 ] (2)娃铁复合物的制备:取0.2克步骤(1)制备的介孔Si化，用10克质量分数为10 % 的氨氧化钟溶液在80°C下溶解24小时；再在25°C下，用质量分数为20%Ti0S化溶液滴定至 中性，陈化36小时后过滤，80°C干燥至恒重，得到Si〇2/Ti化复合物；
[0040] (3)高溫处理：取1.0克上述Si化/Ti〇2复合物置于马弗炉中，设定升溫速率5°C/ min,在700°C灼烧处