[发明专利]一种纳米材料修饰层状钛铌酸钾及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料修饰层状钛铌酸钾技术领域，尤其涉及一种纳米材料修饰层状钛铌酸钾及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，环境保护已成为人们开发和研究环境友好型催化剂的重要动力。人们追求的目标是使原料中的每一个分子都转化成目标产品，不产生任何废物和副产品，实现污染物的零排放，且在生产中不采用任何有毒有害的原料、催化剂和溶剂，制备环境友好型产品。但环境污染仍是目前人类社会可持续发展所需面临的严峻问题。因此，利用半导体光催化氧化技术治理环境污染问题的基础与应用研究迅速发展，成为国内外最活跃的研究领域之一。Zhai等将NiO与HTiNbO₅复合改性制备的NiO/HTiNbO₅，可将罗丹明B降解为脂肪族有机化合物和简单的碳的氧化物。目前有关纳米材料修饰层状钛铌酸钾的研究还达不到需求，如何制备一种对有机染料(MB)具有高吸附及优异紫外光催化效果，且可显著提高对有机染料的催化效率的纳米材料修饰层状钛铌酸钾成为目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提出了一种纳米材料修饰层状钛铌酸钾及其制备方法和应用，制品具有优异的吸附和紫外光催化效果，催化效率高，可应用于催化降解有机染料。

本发明提出的一种纳米材料修饰层状钛铌酸钾，其原料按重量份包括：离子交换产物0.1-4份，SDBS 0.01-0.5份，KMnO₄ 0.1-1份，去离子水10-50份；

其中，离子交换产物的原料包括前驱物与0.5-3mol/L的Mn(NO₃)₂溶液，前驱物与Mn(NO₃)₂溶液的重量体积比g：ml为1:400-800；

其中，前驱物的原料按重量份包括：K₂CO₃ 0.5-4份，TiO₂ 0.1-4份，Nb₂O₅ 0.1-5份。

优选地，其原料按重量份包括：离子交换产物0.5-2份，SDBS 0.05-0.2份，KMnO₄0.3-0.5份，去离子水18-22份；

其中，离子交换产物的原料包括前驱物与1-2mol/L的Mn(NO₃)₂溶液，前驱物与Mn(NO₃)₂溶液的重量体积比g：ml为1:500-600；

其中，前驱物的原料按重量份包括：K₂CO₃ 1-1.5份，TiO₂ 1.2-2份，Nb₂O₅ 2-3份。

优选地，其原料按重量份包括：离子交换产物0.8-1.2份，SDBS 0.08-0.12份，KMnO₄ 0.35-0.46份，去离子水19-21份；

其中，离子交换产物的原料包括前驱物与1.6-1.8mol/L的Mn(NO₃)₂溶液，前驱物与Mn(NO₃)₂溶液的重量体积比g：ml为1:550-560；

其中，前驱物的原料按重量份包括：K₂CO₃ 1.2-1.4份，TiO₂ 1.5-1.6份，Nb₂O₅ 2.4-2.7份。

本发明还公开的一种纳米材料修饰层状钛铌酸钾的制备方法，包括如下步骤：

S1、将K₂CO₃、TiO₂及Nb₂O₅混合后研磨均匀，于60-100℃干燥10-15h，送入马弗炉中于900-1300℃焙烧20-40h，取出研磨均匀，洗涤，干燥得前驱物；

S2、将前驱物分散在Mn(NO₃)₂溶液中，15-40℃下震荡搅拌，取出抽滤，洗涤，70-90℃烘干，研碎，得到离子交换产物；

S3、向离子交换产物中加入SDBS、KMnO₄及去离子水，然后送入聚四氟乙烯内胆的高压反应釜中搅拌1-4h，将高压反应釜放入烘箱内，设定恒温140-180℃反应10-15h，冷却至常温取出，离心，洗涤到纳米材料修饰层状钛铌酸钾。