[发明专利]一种凹凸棒土负载纳米钛酸锶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涉及一种凹凸棒土负载纳米钛酸锶的制备方法，属于光触媒材料领域。

背景技术

凹凸棒土是一种层链状结构的水富镁铝硅酸粘土矿物，由于凹凸棒土特殊的结构，使其具备许多优良的特征，如具有较好的吸附能力，独特的分散性，耐高温、抗盐碱，有较高的可塑性及粘结力，矿物本身质轻、性脆、吸水性强，比面积大，干燥后收缩小，不大显裂纹，水浸泡崩散，悬浮液遇电质不絮凝、不沉淀，所以凹凸棒土具有广泛的应用领域，可用作吸附剂、催化剂、胶凝剂、填充剂、悬浮剂、增稠剂、脱色剂等。

光触媒材料是在光的照射下(自然光，灯光)会产生类似与光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的氢氧自由基和活性氧，具有很强的氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和病毒的蛋白质，把有机污染物分解成二氧化碳和水，因而光触媒材料具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁等功能，可广泛应用于涂料，起到净化环境的作用。

目前光触媒材料主要有TiO₂、ZnO、SnO₂、CdS、ZnS等。虽然光触媒材料具有广阔的应用前景，但要实现工业化还存在着一定的距离，必须首先解决光触媒材料回收困难的问题，所以需将光触媒材料固定化，负载于载体上，载体包括玻璃陶瓷类、高分子聚合物类和吸附剂类等。其中吸附剂类载体具有比表面积大、多孔、吸附性能良好、稳定性高等特点，以活性炭的吸附性能最好，也是目前研究最广泛的吸附剂载体，但其价格昂贵、再生困难，应用受到一定的限制。凹凸棒土具有比面积大，稳定性好，吸附能力强，矿藏丰富，价格较活性炭便宜，可广泛用作光触媒材料的载体。目前市场上多常见凹凸棒土负载纳米二氧化钛光触媒材料，很少见到凹凸棒土负载纳米钛酸锶光触媒材料。因此，本发明开发了一种凹凸棒土负载纳米钛酸锶的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种凹凸棒土负载纳米钛酸锶的制备方法。本发明将纳米钛酸锶负载到凹凸棒土表面和孔隙内部，使吸附性能与光催化性能得到有机结合，从而能够高效快速地吸附并分解甲醛，苯，氨，TVOC等有害气体，达到净化，消毒，除臭，杀菌的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种凹凸棒土负载纳米钛酸锶的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照等摩尔比称取醋酸锶和钛酸四丁酯，然后将醋酸锶溶于蒸馏水中，得溶液A，将钛酸四丁酯溶于异丙醇中，得溶液B；

（2）在磁力搅拌下将溶液A以每秒2-3滴的速度逐滴加入到溶液B中，继续搅拌2-4min，静置陈化24-48h，形成凝胶，然后加入相当于凝胶质量50-60%的纯化凹凸棒土，在2000-3000r/min的转速下搅拌10-15min，过滤，放置1-2天后在100-110℃下烘干至恒重，烘干后在200-250℃下预烧1-3h，升温至380-420℃，恒温2-4h，再升温至590-630℃，恒温1-2h，再升温至770-810℃，恒温0.5-1h，自然冷却，次日取出，即得所需的凹凸棒土负载纳米钛酸锶。

步骤（1）中所述的醋酸锶和蒸馏水的质量比为1:3-4。

步骤（1）中所述的钛酸四丁酯和异丙醇的体积比为1:15-20。

步骤（2）中所述的纯化凹凸棒土的制备方法如下：将凹凸棒土研磨至100目以下，然后按照固液比1:8-10将凹凸棒土加入水中，在1500-2000r/min的转速下以及70-80℃水浴温度下搅拌制浆，得到凹凸棒土悬浮液，然后对凹凸棒土悬浮液进行高压脉冲电场处理，电场强度为30-40kV/cm，脉冲电场频率为200-300Hz，处理时间为5-10s，处理完毕后向凹凸棒土悬浮液中加入相当于凹凸棒土质量5-10%的六偏磷酸钠和4-7%的丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物，在4000-5000r/min的转速下球磨20-30min，再超声波分散30-40min后进行低速离心分离，去除杂质，倒出剩余的悬浮液再进行高速离心分离，所得的底部物质经洗涤、干燥、研磨、过筛即得纯化凹凸棒土。

所述的超声波功率为150-200W。

所述的低速离心分离中离心转速为500-800r/min，离心时间为30-40min。

所述的高速离心分离中离心转速为6000-8000r/min，离心时间为10-20min。

本发明的有益效果：