[发明专利]一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法

说明书

本发明涉及沸石、TiO₂纳米管制备领域，具体的是一种制备负载纯金红石相TiO₂纳米管的斜发沸石其制备方法。本发明的目的是提供一种沸石负载金红石相TiO₂纳米管及其制备方法，它既能克服现有技术处理下的斜长沸石载体中针对废水处理作用的金红石相TiO₂纳米管面积小和分散性限制大，而且制备费用较高，通过本技术制备出的一种催化剂的臭氧活性高，能高效负载TiO₂粉体，负载后化学性质稳定，且还可以促进TiO₂粉、颗体等负载体可以方便地分散于水中，从而达到高效的行臭氧催化剂联合臭氧降解污水工艺中去除污染物质的目的。

技术领域

本发明涉及沸石、TiO₂纳米管制备领域，具体的是一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石其制备方法。

背景技术

沸石（zeolite）是一种矿石，最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提（Cronstedt）发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为“沸石”（瑞典文zeolit）。在希腊文中意为“沸腾”（zeo）的“石头”（lithos）。此后，人们对沸石的研究不断深入；自然界已发现的沸石有80多种，较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等，都以含钙、钠为主。它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。晶体所属晶系随矿物种的不同而异，以单斜晶系和正交晶系（斜方晶系）的占多数。方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形，片沸石、辉沸石呈板状，毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状，钙十字沸石和辉沸石双晶常见。纯净的各种沸石均为无色或白色，但可因混入杂质而呈各种浅色。玻璃光泽。解理随晶体结构而异。莫氏硬度中等。比重介于2.0～2.3，含钡的则可达2.5～2.8。沸石主要形成于低温热液阶段，常见于喷出岩气孔中，也见于热液矿床和近代温泉沉积中。沸石可以借水的渗滤作用，以进行阳离子的交换，其成分中的钠、钙离子可与水溶液中的钾、镁等离子交换，工业上用以软化硬水。沸石的晶体结构是由硅（铝）氧四面体连成三维的格架，格架中有各种大小不同的空穴和通道，具有很大的开放性。碱金属或碱土金属离子和水分子均分布在空穴和通道中，与格架的联系较弱。不同的离子交换对沸石结构影响很小，但使沸石的性质发生变化。晶格中存在的大小不同空腔，可以吸取或过滤大小不同的其他物质的分子。工业上常将其作为分子筛，以净化或分离混合成分的物质，如气体分离、石油净化、处理工业污染等。

斜发沸石是沸石矿物中的一种，也是最丰富的一种。它的晶体为透明板状，也可因含杂质而成褐色、红色。斜发沸石是含水的碱金属铝硅酸盐，它脱水后可具有分子筛的功能，可以从空气中有选择地提取氮并使氧富集。斜发沸石还可作为离子交换剂，用于处理核废料，它还是造纸工业中的填充剂和膨胀剂；将TiO₂应用在臭氧催化剂联合臭氧降解有机废水技术时，其催化剂的臭氧催化活性、其可回收利用效率以及造价都大大影响了其应用于实际工程中。而研究表明TiO₂作为臭氧催化剂时，催化剂本身如果金红石相的比例越高，比表面积越大，臭氧协同效率越好。现有技术将TiO₂负载到活性炭、陶瓷片、粉体或者制备成膜，但是这样制备的产品却限制了TiO₂的作用面积和分散性，而且费用较高，制备出的催化剂的臭氧活性不高。因此，需要寻找一种既能够有效负载TiO₂粉体，负载后化学性质稳定，且还可以促进负载体可以方便地分散于水中、方便回收且价格低廉是将该技术应用于实际工程案例中的必然需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种沸石负载金红石相TiO₂纳米管及其制备方法，它既能克服现有技术处理下的斜长沸石载体中针对废水处理作用的金红石相TiO₂纳米管面积小和分散性限制大，而且制备费用较高，通过本技术制备出的一种催化剂的臭氧活性高，能高效负载TiO₂粉体，负载后化学性质稳定，且还可以促进TiO₂粉、颗体等负载体可以方便地分散于水中，从而达到高效的行臭氧催化剂联合臭氧降解污水工艺中去除污染物质的目的。