[发明专利]树枝形二氧化钛包覆硫化镉中空双壳层材料的制备及应用

权利要求书

1.一种树枝形二氧化钛包覆硫化镉中空双壳层材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1：聚苯乙烯模板（PS）乳液制备；将500mL的圆底烧瓶置于70℃水浴中加热，依次加入去离子水200mL、碳酸氢钠(NaHCO₃)0.0412g、对苯乙烯磺酸钠(SSS) 0.0412g和苯乙烯 (St) 19.59g，通入氮气排除空气后再加人过硫酸钾(KPS) 0.288g，搅拌速率200r/min，反应15h后，冷却收集反应产物；

步骤2：将步骤1制得的PS乳液与无水乙醇混合，超声10min~20min后取出，加入聚乙烯吡咯烷酮PVP；

步骤3：按照Cd²⁺与S^2-摩尔比为1:1~1:1.6将乙酸镉(Cd(Ac)₂·2H₂O)与硫代乙酰胺(TAA)混合后，加入到步骤2所得的混合液中；在超声反应器中在40~60℃，2000~2500MHz下超声2~4h；反应后用洗液反复洗涤至pH7；40~80℃条件下干燥，研磨至粉末，制得硫化镉包覆聚苯乙烯核壳复合材料；

步骤4：将步骤3所得的硫化镉包覆聚苯乙烯核壳复合材料，按照每0.2g加入50ml的无水乙醇的比例加入无水乙醇，超声后，滴入钛酸四丁酯(TBOT)；量取一定量去离子水，用分液漏斗缓慢滴加到上述溶液中，室温搅拌；

步骤5：将步骤4所得的混合液倒入水热釜中，加入十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)，将水热釜放入真空干燥箱，180℃持续15h；反应完成后冷却至室温，醇洗数次；在40~80℃真空干燥，得到固体研磨至粉末，在氮气保护下煅烧，最终得到树枝形二氧化钛包覆硫化镉中空双壳层材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中PS乳液与无水乙醇混合按照PS乳液与无水乙醇的体积比为3:50混合，所述的聚乙烯吡咯烷酮PVP的加入量为每1.2mL PS乳液加入0.2 g。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中所述洗液为去离子水和无水乙醇。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中所述的钛酸四丁酯的加入量为每0.2g硫化镉包覆聚苯乙烯核壳复合材料加入0.02 mL，所述钛酸四丁酯的浓度≥98%，密度0.999~1.003g/cm³。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5中所述的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)加入量为每0.2g硫化镉包覆聚苯乙烯核壳复合材料加入0.05mol。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5中的煅烧温度为450~550℃。

7.一种根据权利要求1制备的树枝形二氧化钛包覆硫化镉中空双壳层材料的应用方法，其特征在于所述方法的应用条件如下：

在300~800W氙灯下或光照强度为6~8×10⁴ lux下进行光催化降解；

所述材料的浓度为1~2g/L；降解物浓度为0~15mg/L；

用循环冷却水维持降解温度为20~30℃；

取样间隔15分钟，取样数次。

8.根据权利要求8所述的应用方法，其特征在于所述材料降解罗丹明B印染废水的应用条件为：所述材料在500W氙灯下降解质量浓度为5~15mg/L的罗丹明B印染废水。