[发明专利]一种分子印迹二氧化钛光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开一种分子印迹二氧化钛光催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将无水乙醇和去离子水搅拌均匀得到溶液A；(2)将尼泊金乙酯、钛酸正四丁酯、冰醋酸溶于无水乙醇中，搅拌均匀形成溶液B；(3)然后将溶液A缓慢滴加进溶液B中，滴加结束后继续搅拌均匀得到白色溶胶；(4)将白色溶胶陈化后形成凝胶；(5)将凝胶烘干并研磨成粉末；(6)将研磨后的粉末经马弗炉经升温反应后保温，即得MIP‑TiO₂粉末。本发明原料廉价易得，工艺简单、绿色环保，所制备的光催化剂纯度高，对污染物的去除效率高。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种分子印迹二氧化钛光催化剂的制备方法。

背景技术

尼泊金乙酯(化学式为C₉H₁₀O₃，又名羟苯乙酯)具有抗菌、成本低、化学性质稳定等特点，常用于医药、食品和化妆品(PPCPs)等行业。然而，尼泊金乙酯的雌激素活性具有内分泌干扰作用以及存在致癌的可能性。尼泊金乙酯属于难降解有机物，污水处理厂常规的水处理工艺并不能有效的处理尼泊金乙酯，容易导致水环境长期污染。TiO₂是一种无毒无害的物质，同时也具有良好的光催化活性。但TiO₂对于有机物的降解不具备选择性，对于毒性高、浓度低的有机物无法很好的降解，制约了TiO₂的应用。

目前尚未见将分子印迹技术与纳米TiO₂材料相结合以制备催化剂的报道。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种分子印迹二氧化钛(MIP-TiO₂)光催化剂的制备方法及其应用。

本发明将分子印迹技术与纳米TiO₂材料相结合，可以提高TiO₂处理有机物的选择性以及处理能力。本发明的光催化剂光照反应40min就可以将污染物去除超过90％，几乎将污染物全部去除。本发明在制备MIP-TiO₂粉末的过程中，利用马弗炉进行一定升温速率升温，起到减少催化剂粉体颗粒的团聚作用，以保证最佳的催化活性，并采用阶梯式保温，第一阶段保温温度为200℃保温1h，第二阶段为700℃保温2h，200℃以后是粉体从无定型板钛矿逐渐转变到锐钛矿以及金红石矿型的关键期，在200℃保温一定时间，可使受热更均匀，减少团聚体晶核的产生，700℃决定了粉体的矿相，700℃保温得到的粉体为锐钛矿相、金红石矿相混晶结构的TiO₂，具有较高的催化活性。其中，200℃是保温停留温度，700℃是煅烧温度。在200℃保温1h是为了减少团聚的发生；在700℃保温2h是为了催化剂的矿相成型，形成的最佳的矿型转化，利于形成最佳活性的催化剂。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种分子印迹二氧化钛光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将无水乙醇和去离子水搅拌均匀得到溶液A；

(2)将尼泊金乙酯(印记分子)、钛酸正四丁酯(功能单体)、冰醋酸溶于无水乙醇中，搅拌均匀形成溶液B；

(3)将溶液A缓慢滴加进溶液B中，滴加结束后继续搅拌均匀得到白色溶胶；

(4)将白色溶胶陈化后形成凝胶；

(5)将凝胶烘干并研磨成粉末；

(6)将研磨后的粉末经马弗炉经升温反应后保温，即得MIP-TiO₂粉末。

进一步，所述步骤(2)中钛酸正四丁酯、冰醋酸和无水乙醇的体积比为2:1:4。

进一步，所述步骤(2)中钛酸正四丁酯与尼泊金乙酯的摩尔比为4-6:1。

进一步，所述步骤(3)中溶液A与溶液B的体积比为41:140。