本发明涉及废水净化技术领域，尤其涉及一种二氧化钛废水处理剂及其制备方法。
背景技术：
随着我国工农业水平的日益发展，对水资源的需求量逐渐增大。而中国人口众多，人均资源相对短缺。如何能够节约水资源和水资源的重复利用成为人们关注的问题，而在水资源的重复利用中，废水处理是重中之重。目前，废水处理中采用的处理剂或净化剂在处理过程中稳定性差，且处理工艺复杂，一次性工业投入大，残留物多。
光催化法是一种很有发展前景的水处理技术，由于其可以利用太阳光或者紫外光对多种污染物具有明显的降解效果，因而具有广阔的应用前景。光催化技术用半导体材料作为催化剂，当能量相当于半导体禁带宽度的光照射到催化剂表面时，就会激发半导体内的电子从价带跃迁至导带，形成具有很强活性的电子空穴对，并进一步诱导一系列氧化还原反应的进行，从而达到去除污染物质的目的。
二氧化钛作为一种具有光催化能力的半导体材料，以其高化学活性、强氧化能力，同时具有无毒和高稳定性的优点受到了广泛的关注。但是二氧化钛在实际应用中存在两个问题，一是二氧化钛的禁带较宽，只能吸收波长小于387nm的紫外光，而这部分光能仅占到达地面上太阳光能的4%，太阳能利用率很低，而人造紫外光源又具有耗电大、设备昂贵、稳定性差等缺陷，产业化前景不好，二是传统粉末态二氧化钛易产生颗粒团聚现象，影响光利用效率，综合起来其应用受到极大限制。
鉴于上述研究现状和技术特征，本发明针对废水处理中使用二氧化钛的特性，提出了高效利用二氧化钛制备废水处理剂的方案。
技术实现要素：
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种二氧化钛废水处理剂及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种二氧化钛废水处理剂，通过以下方法制备：
（1）将海藻洗净沥干后置于汽爆罐内，先通入氮气至汽爆罐内压力为0.8-1.0mpa，爆破处理12-15min，然后迅速装入蒸汽至汽爆罐内压力为1.8-2.2mpa，蒸汽爆破处理100-120秒，降温至室温后冷冻干燥后，得海藻冻干粉；
（2）将稀土在90-95℃下烘烤10-15分钟，取出后冷却至室温并与凹凸棒石、石墨烯按质量比30：（13-16）：（1-2）混合粉碎过200-220目筛，得到混合粉体备用；
（3）将向日葵盘洗净后烘干粉碎，放入高温炉中，在氮气保护下加热至700-800℃，炭化90-120分钟，冷却后取出粉碎，得到向日葵盘炭化料，将炭化料与1mol/l氢氧化钠溶液按料液比1：4-5g/ml混合后浸渍30-40分钟，再过滤取出后用水洗净并烘干，得到活化的炭化料；
（4）将硼酸和钛酸四丁酯按照0.5-0.6的硼钛摩尔比混合后加入4-5倍于其体积的无水乙醇中，待其完全溶解后加入总体积7-8%的浓盐酸溶液和20-22%的1%聚乙二醇溶液，搅拌均匀得混合液，在不断搅拌下向混合液中依次加入活化炭化料和尿素，经超声处理后将所得物料烘干后放置于高温炉中加热至550-600℃，焙烧100-120分钟后冷却，用水洗净后烘干，得到固定化掺杂改性的二氧化钛粉末备用；
（5）将海藻冻干粉、絮凝剂、步骤2所得混合粉体以及步骤4所得二氧化钛粉末按质量比（8-10）：（1-1.5）：（14-16）：（1.5-2）共同投入造粒机内造粒，将所得颗粒过60-80目筛，称重后包装，即得本发明废水处理剂。
所述絮凝剂选自明矾、聚合氯化铁、阳离子聚丙烯酰胺、聚二烯丙基甲基氯化铵中的一种或几种按任意比例搭配。
所述步骤4中混合液、活化炭化料、尿素的质量比为（15-18）：（4-5）：（6-7）。
所述步骤4中超声条件为在400-450w功率下处理12-15分钟。
所述的二氧化钛废水处理剂的使用方法，应用于含油废水、药物废水、印染废水、造纸废水的处理，用量为每立方米污染水体加入13-15mg。
本发明的优点是：
本发明废水处理剂在使用二氧化钛的基础上，通过硼和氮之间的协同共掺杂，产生局部态能级，显著加强其对可见光的吸收，减小二氧化钛的禁带宽度，使二氧化钛在可见光范围内能够得到响应，提高太阳光的利用率；同时利用氢氧化钠活化向日葵盘制备炭化料，令炭化料表面变成蜂巢状结构，不仅为二氧化钛进入到生物质炭内部提供了通道，有利于二氧化钛的均匀负载，而且大大减轻了载体质量，实现了二氧化钛的高效固定，解决了其易产生颗粒团聚的问题；将其使用于废水处理中，提高了光催化活性和对光的利用率，对废水中污染物的分解有显著效果，同时无外加化学药剂，无二次污染，适用范围较广。
具体实施方式
一种二氧化钛废水处理剂，通过以下方法制备：
（1）将海藻洗净沥干后置于汽爆罐内，先通入氮气至汽爆罐内压力为0.8mpa，爆破处理12min，然后迅速装入蒸汽至汽爆罐内压力为1.8mpa，蒸汽爆破处理100秒，降温至室温后冷冻干燥后，得海藻冻干粉；
（2）将稀土在90℃下烘烤10分钟，取出后冷却至室温并与凹凸棒石、石墨烯按质量比30：13：1混合粉碎过200目筛，得到混合粉体备用；
（3）将向日葵盘洗净后烘干粉碎，放入高温炉中，在氮气保护下加热至700℃，炭化90分钟，冷却后取出粉碎，得到向日葵盘炭化料，将炭化料与1mol/l氢氧化钠溶液按料液比1：4g/ml混合后浸渍30分钟，再过滤取出后用水洗净并烘干，得到活化的炭化料；
（4）将硼酸和钛酸四丁酯按照0.5的硼钛摩尔比混合后加入4倍于其体积的无水乙醇中，待其完全溶解后加入总体积7%的浓盐酸溶液和20%的1%聚乙二醇溶液，搅拌均匀得混合液，在不断搅拌下向混合液中依次加入活化炭化料和尿素，其中混合液、活化炭化料、尿素的质量比为16：5：6，并在400w功率下超声处理12分钟，将所得物料烘干后放置于高温炉中加热至550℃，焙烧100分钟后冷却，用水洗净后烘干，得到固定化掺杂改性的二氧化钛粉末备用；
（5）将海藻冻干粉、明矾、步骤2所得混合粉体以及步骤4所得二氧化钛粉末按质量比8：1：14：1.5共同投入造粒机内造粒，将所得颗粒过60目筛，称重后包装，即得本发明废水处理剂。