[发明专利]一种城市污水处理剂

说明书

本发明属于环保技术领域，公开了一种城市污水处理剂，包括负载硅酸镁铝的纳米二氧化钛，制备方法如下，以物质的量计，取1份TiCl₄加入到水中，升温至80‑95℃，加入0.8‑1.5份硫酸铵，溶解后滴加浓氨水调节溶液的pH为8，加入0.2‑0.5份硅酸镁铝并搅拌均匀后在80‑95℃下陈化20‑24h，将沉淀抽滤，并用去离子水各洗涤三次，真空下烘干后，得到负载硅酸镁铝的纳米二氧化钛。本发明具有以下优点和效果：负载有硅酸镁铝的纳米二氧化钛，起到改善纳米二氧化钛的能带结构，抑制光生空穴‑电子对的复合，提高空穴‑电子对的利用效率，显著提高纳米二氧化钛的量子产率，提高光催化活性，对城市污水起到较好的处理效果。

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种城市污水处理剂。

背景技术

水是生命之源，是人类生存、发展最不可缺少的重要物质资源之一，是最基础的自然资源和战略性经济资源。地下水是人类用水的主要资源，全球近50％的饮用水来自地下水，全球有8.84亿人仍在使用未经净化改善的饮用水源，约有30-40亿人的家中没有安全可靠的自来水。地下水不可再生，在一些地区，地下水源使用已达临界极限。与此同时，由于给排水系统的效率低下和管理不足，水资源的浪费现象普遍存在。随着全球气候变化，缺水干旱出现的频率和严重程度将进一步加剧。目前，与水有关的灾害占所有自然灾害的90％，发生频率和强度普遍上升，对人类发展造成的影响日益加重。

经济社会的快速发展使得大量工业、农业生产和生活产生的污染物直接或间接进入纳污水体，急剧加重了天然水体的污染。城镇是点源污染的主要来源，城市生活中排放的城市污水主要来自于家庭、机关、城市公用设施等排放的生活污水和适量的工业生产废水，污水中的主要污染物有动植物油、悬浮物、碳水化合物、蛋白质、表面活性剂、氮和磷的化合物、微生物等。在污水治理领域，光触媒是较为理想的污水处理剂，光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，具有强烈催化降解功能，能有效降解污水中的有机物和细菌，对污水有着较好的净化效果。

虽然二氧化钛光催化技术的研究已经有30多年的历史，并在最近10年得到了较快的发展，也有一定的实际应用，但总体仍然处于理论探索和实验室阶段，尚未达到产业化规模，也仍然存在许多必须解决的关键性科学问题。从基础研究的角度来说，二氧化钛光催化剂其较宽的禁带宽度和较低的量子产率仍然是限制其发展的主要原因。二氧化钛的带隙约为3.2eV，光吸收波长主要集中在紫外区(＜387.5nm)，而辐射到地面的紫外光部分仅占太阳光的5％左右，所以从利用太阳能的角度来说，二氧化钛利用太阳能的效率很低，在目前研究中，光催化体系均以人工光源如高压泵灯、黑光灯、紫外线杀菌灯等为光源，能源消耗也较多。从经济的角度看，使可利用的光谱范围至可见光区并利用太阳光作为光源，是决定其能否大规模应用于实践的关键性因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种城市污水处理剂，具有光催化活性好的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种城市污水处理剂，其特征在于：包括负载硅酸镁铝的纳米二氧化钛，制备方法如下，以物质的量计，取1份TiCl₄加入到水中，升温至80-95℃，加入0.8-1.5份硫酸铵，溶解后滴加浓氨水调节溶液的pH为8，加入0.2-0.5份硅酸镁铝并搅拌均匀后在80-95℃下陈化20-24h，将沉淀抽滤，并用去离子水各洗涤三次，真空下烘干后，得到负载硅酸镁铝的纳米二氧化钛。

通过采用上述技术方案，纳米半导体材料在光的照射下，通过把光能转化为化学能，促进化合物的合成或使化合物降解的过程称之为光催化，光催化是纳米二氧化钛的独特性能之一，由于全球工业化进程的发展，环境污染问题日益严重，环境保护和可持续发展成为人类必须考虑的首要问题，光催化在有机和无机污染物处理领域被广泛研究。纳米二氧化钛的光催化性能，在抗菌除臭、处理金属离子、降解有机污染物、大气净化、城市生活垃圾的处理等领域都有应用。