[发明专利]一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法

权利要求书

1.一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)材料预处理：将钛基材料进行预处理得到钛基材料A；

2)阳极氧化：将步骤1)预处理过的钛基材料A作为阳极，铂片作为阴极，在电解液中进行电解处理，在钛基材料表面生成二氧化钛纳米管阵列；电解完成后，清洗烘干得到具有纳米管状二氧化钛涂层的钛基材料B；

3)水热处理：将步骤2)得到的钛基材料B浸没于含有锡源的水热溶液中，通过水热处理在钛基材料B的二氧化钛涂层外表面生长二氧化锡纳米棒状结构，烘干后得到具有氧化钛-氧化锡复合涂层的钛基材料C；

4)钌盐热处理：将步骤3)得到的钛基材料C表面浸润钌溶液，然后依次进行烘干和热处理，得到具有纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层的钛基材料D；

5)组装降解电解槽：采用步骤4)中得到的钛基材料D作为降解电解槽阴阳极，并将电解槽阴阳极与电解电源相连接，在电解槽中央固定放置阳离子交换膜；向电解槽阳极侧加入含有机污染物的电解液A，电解槽阴极侧加入电解液B；

6)降解有机污染物：接通电解电源开关进行反应，完成催化降解有机污染物；

所述有机污染物为四环素、双酚A或二者的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法，其特征在于，所述的步骤1)中，钛基材料为TC4钛合金、TA2工业纯钛或TA3工业纯钛；预处理是经过砂纸打磨、清洗和烘干。

3.根据权利要求2所述的一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法，其特征在于，所用的砂纸为100～1000目。

4.根据权利要求1所述的一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法，其特征在于：所述的步骤2)中，电解液是乙二醇和NH₄F溶液混合融于水中形成的，乙二醇和水的体积比为(1～2)：1，电解液中NH₄F浓度为0.05～1.25mol/L，电解温度为25～80℃。

5.根据权利要求1所述的一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法，其特征在于：所述的步骤2)中，电解处理时，阳极电压为15～75V，电解时间为1～6h。

6.根据权利要求1所述的一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法，其特征在于：所述的步骤3)中，水热溶液是将氢氧化钠、四氯化锡、去离子水与无水乙醇混合制得，其中氢氧化钠浓度为0.1～1mol/L，四氯化锡浓度为0.02～0.07mol/L，去离子水和无水乙醇的体积比为(1～4)：1；水热处理是在110～300℃下处理1～24h。

7.根据权利要求1所述的一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法，其特征在于：所述的步骤4)中，钌溶液是将钌盐加入到水中制得，钌溶液的浓度为5mg/mL～40mg/mL；钌盐为乙酸钌、氯化钌或硫酸钌。

8.根据权利要求1所述的一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法，其特征在于：所述的步骤4)中，将步骤3)得到的钛基材料C用提拉法提拉1～10次完成浸润钌溶液；烘干温度在30℃～90℃；热处理的温度为200℃～700℃，时间为1h～5h。

9.根据权利要求1所述的一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法，其特征在于：所述的步骤5)中，电解电源为直流电源，电压为1～10V；电解液A为NaCl与有机污染物的混合溶液，电解液B为NaCl溶液，其中，电解液A和电解液B中NaCl的浓度均为5～20g/L，电解液A中有机污染物的浓度不高于50mg/L。

10.根据权利要求1所述的一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法，其特征在于：所述的步骤6)中，降解时间为10～20min；有机污染物至少包括抗生素和有机化工原料中的一种。