[发明专利]一种负载光催化剂的改性蛭石及其制备方法

说明书

本发明公开了一种负载光催化剂的改性蛭石及其制备方法，包括制备活化蛭石、制备环氧改性蛭石、制备氨基改性蛭石、制备Fe改性蛭石、制备Ag₃PO₄‑ZnO粉末以及制备负载光催化剂的改性蛭石6个步骤，本发明提供的Fe改性蛭石通过氢键缔合和静电作用等作用，对四环素等污染物进行有效吸附，而且铁离子作为助催化剂，具有很强捕获光生电子的能力，进一步加强光催化降解能力，并且提供的Ag₃PO₄‑ZnO不仅可以吸收更多的可见光，而且可以通过构造异质结来防止光腐蚀，并且能够提高催化剂的循环稳定性，此外，具有很强捕获光生电子能力的铁离子可以接收Ag₃PO₄产生的光生电子，能够进一步防止光腐蚀。

技术领域

本发明涉及蛭石复合材料技术领域，具体涉及一种负载光催化剂的改性蛭石及其制备方法。

背景技术

四环素是一种传统的抗生素，在农业和医学等领域应用广泛，但是四环素在自然界中很难被降解，导致四环素随着生物链在生物圈中不断积累，对人类健康、动物繁殖和生态系统造成了严重的危害，目前对于四环素的处理方法主要有生物降解法、物理吸附法、氧化还原法等，其中物理吸附法具有操作简单、成本较低等特点，是一种常用的污染物处理方法，光催化剂主要有TiO₂、CdS、Ag₃PO₄、ZnO等，光催化降解法主要是通过光辐射在光催化剂上，电子受到激发和跃迁，产生光生载流子，进一步产生活性极强的羟基自由基等，将污染物降解为无毒的小分子，但是Ag₃PO₄本身的吸附能力很弱，而且容易发生光腐蚀。

蛭石是一种天然、无毒的矿物质，其储量丰富、廉价易得、生物友好、无污染，并且具有比表面积高、微孔结构丰富、吸附性强等特点，在药物载体、催化剂载体、环保、水污染治理等领域具有广阔的应用前景，为了进一步拓展蛭石的实际应用，需要对其进行化学改性，赋予其独特的功能，以实现对四环素等污染物的吸附降解，并且高比表面积的蛭石可以作为Ag₃PO₄、ZnO等光催化剂载体，得到具有高吸附性能和光催化降解的双功能的复合材料。

专利文献(CN105413639A)公开了一种生物友好型卵磷脂/蛭石复合材料及其制备方法与应用，所述复合材料的制备方法包括如下步骤：(1)将蛭石加入到去离子水中，随后搅拌并超声使其充分分散；(2)卵磷脂用无水乙醇溶解，然后加入上述去离子水中，所得悬浮液搅拌混合均匀后调节pH至酸性，然后水浴搅拌反应24h，得改性产物溶液；(3)将改性产物溶液离心，所得沉淀洗涤至中性，然后干燥，研磨过筛得到卵磷脂改性蛭石复合材料。本发明的卵磷脂改性蛭石复合材料可作为四环素类抗生素污染治理的吸附剂，具有以下优点：吸附速率快、平衡时间短，吸附效果优异且不受pH值及共存阳离子的影响，材料的环境适应能力强，但该专利没解决如何对四环素进行降解的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种负载光催化剂的改性蛭石及其制备方法，解决传统的吸附材料对四环素吸附能力差以及不能进行降解的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种负载光催化剂的改性蛭石的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备活化蛭石：将蛭石加入到碱溶液中，超声分散后进行搅拌预活化处理，然后进行过滤、洗涤和干燥，即得到活化蛭石；

(2)制备环氧改性蛭石：将活化蛭石加入到甲苯溶剂中，超声分散后加入环氧硅烷偶联剂进行反应，待反应结束后，将反应产物进行过滤、洗涤和干燥，即得到环氧改性蛭石；

(3)制备氨基改性蛭石：将环氧改性蛭石和三乙烯四胺加入到丙酮溶剂中，超声分散后进行氨基改性反应，待反应结束后，将反应产物进行过滤、洗涤和干燥，即得到氨基改性蛭石；