[发明专利]一种毛竹遗态Fe/Ti复合材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种毛竹遗态Fe/Ti复合材料的制备方法及其应用。将毛竹切块干燥后削去结构致密的表层结构置于稀氨水溶液中，在95~105℃下浸泡6 h，然后用超纯水洗净，并在烘箱内干燥，将其浸没在铁钛复合盐前驱体溶液中，反应5天，在此期间补充前驱体溶液以使毛竹完全浸没。反应完成后取出材料在烘箱内干燥。重复此步骤3次，将其置于马弗炉中于焙烧，冷至室温，磨碎过100目筛，即制得毛竹遗态Fe/Ti复合材料。该毛竹遗态Fe/Ti复合材料应用于对水中阿特拉津吸附及光催化降解。本发明毛竹遗态Fe/Ti复合材料对阿特拉津具有良好的吸附和降解效果，且原料采用的毛竹来源于废弃的农业废弃物，对于解决环境污染、促进废物再利用具有重要意义、成本低廉、可回收利用。

技术领域

本发明属于废物资源化利用和水处理技术领域，特别涉及一种毛竹遗态Fe/Ti复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

在农业中，农药的施用可以使农作物不受病虫害及草害的侵害并且对农作物增产有重要作用。然而，难降解和水溶性强的农药的施用对土壤、水环境造成了严重污染，进而对人类健康和生态环境构成威胁。阿特拉津（AT）是全球范围内广泛使用的农药除草剂，用在玉米、小麦、高粱、果树、甘蔗等农田中来控制杂草的生长。但是，施用的阿特拉津仅有小部分作用于靶标杂草上，大部分会残留在土壤中。长期残留积累的阿特拉津会对敏感作物产生药害，而且随着降雨或灌溉发生迁移，通过地表径流进入河流、湖泊及地下水，对人类赖以生存的饮用水安全造成严重危害。而且阿特拉津的“致癌、致畸、致突变”危害，使其污染控制迫在眉睫。因此，针对阿特拉津对人类及生态环境产生的危害，寻找适合去除水体中阿特拉津的方法，对保护人类健康及生态环境具有重要的意义。

水体中阿特拉津分子结构比较稳定，难以生物降解。目前常用的去除方法主要分为常规处理法和深度处理法。常规处理以生物法为主，深度处理主要包括膜处理技术、高级氧化技术、催化还原技术和吸附技术等。其中，光催化技术是一种新兴、高效、节能、现代的污水处理技术，对多种有机污染物有明显的降解效果。TiO₂是一种常见的光催化剂，具有化学稳定性、高催化活性、安全、低毒、低成本等优点，是最具有开发前途的绿色环保催化剂之一。毛竹遗态材料是采用多孔结构的毛竹为生物模板材料，通过选用合适的浸煮剂预处理，制备出具有高度保持生物模板材料原有分级多孔结构的遗态陶瓷材料。这类遗态材料在导电、导热、耐磨、耐腐蚀及吸附性能等方面显示了良好的应用性能。因此，将生物遗态材料和光催化剂进行耦合，制备出的新型复合材料既具有植物自身的结构，又具有人为赋予特性的新型结构和功能以及廉价、稳定、高效等优点，已成为光催化领域研究的趋势之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种毛竹遗态Fe/Ti复合材料的制备方法及其应用。

本发明思路：以稀氨水为浸煮剂，硝酸铁和硫酸钛制备的混合盐溶液为前驱体溶液制备毛竹遗态Fe/Ti复合材料，通过控制工艺条件，合成具有天然植物结构形态的毛竹遗态Fe/Ti复合材料，对其物相与结构、成分组成以及形貌特征进行表征，并应用于水体中阿特拉津的去除。

本发明的毛竹遗态Fe/Ti复合材料的具体制备步骤为：

（1）将毛竹切块干燥，然后削去结构致密的表层结构，得到毛竹块备用。

（2）配制体积百分比浓度为5~8 %的稀氨水作为浸填体去除剂。

（3）将硫酸铵、硫酸钛和硝酸铁按摩尔比为0~4:1:2~19溶于体积比为1:1的乙醇-超纯水混合溶剂中制得总摩尔浓度为1.2~2 mol/L的铁钛复合盐溶液，作为前驱体溶液。

（4）将步骤（1）获得的毛竹块置于步骤（2）制得的浸填体去除剂中，在95~105℃下浸泡6 h，然后用超纯水洗净，并在80 ℃的烘箱内干燥24 h。