[发明专利]一种球型HCNs@TiO2

说明书

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种球型HCNs@TiO₂光催化剂的制备方法及其在染料废水中的应用，包括以下步骤：步骤(1)，将中空碳球(HCNs)和乙酰丙酮钛(Tio(acac)₂)混合溶解于溶剂中，超声30min，得到悬浮液A；步骤(2)，将步骤(1)得到的悬浮液A在45℃下搅拌24h，所得产物真空干燥，得到产物HCNs@Tio(acac)₂；步骤(3)，将步骤(2)所得的产物，进行碳化，得到HCNs@TiO₂。本发明与商业用TiO₂相比，其制备得到的球型HCNs@TiO₂光催化剂的降解效果更好；本发明的球型HCNs@TiO₂光催化剂在液相反应中具有良好的稳定性，能够在保持优异吸附性能的同时达到最佳的光催化活性，能高效处理活性红3BS染料废水，光催化效果显著；本发明的制备方法简单易行、操作方便，原料来源广，适合推广应用。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种球型HCNs@TiO₂光催化剂的制备方法及其在染料废水中的应用。

背景技术

近年来，由水污染带来的环境问题直接危害人类健康，特别是染料废水具有深色度、高浓度、有机物成分复杂以及难处理的特点。目前已有多种降解有机污染物的方法：电化学法、生物分解法、吸附法、物理沉降法、光催化氧化法等。经过多年研究，研究者发现吸附法与光催化氧化法相结合的途径对有机污染物的降解研究具有较大意义。

TiO₂作为一种光催化材料，具有催化效率高、化学性质稳定、对目标污染物无选择性、降解彻底、成本低、无毒性等特点，已被广泛应用于污水处理领域。但由于TiO₂自身具有粒径较小回收困难、电子-空穴对复合较快等缺点。因此，本申请需要对TiO₂进行改性。中空碳球(HCNs)由于具有较大的表面积，微孔结构，高吸附能力和高表面反应活性等优点，从而对废水中的染料具有较好的吸附作用。因此，TiO₂作为较好的光催化剂，而中空碳球作为良好的吸附剂，将乙酰丙酮钛作为钛源与中空碳球复合可制备HCNs@TiO₂光催化剂。通过这种改性手段，可以很好地发挥中空碳球的吸附性能和TiO₂光催化的协同作用。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种球型HCNs@TiO₂光催化剂的制备方法及其在染料废水中的应用，该催化剂原料广泛、制备工艺简单、成本低廉，催化降解效果较好，可被广泛用于降解有机染料。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种球型HCNs@TiO₂光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)，将中空碳球和乙酰丙酮钛混合溶解于溶剂中，超声30min，得到悬浮液A；

步骤(2)，将步骤(1)得到的悬浮液A在45℃下搅拌24h，所得产物真空干燥，得到产物HCNs@Tio(acac)₂；

步骤(3)，将步骤(2)所得的产物，进行碳化，得到HCNs@TiO₂。

优选地，所述步骤(1)中，溶剂为无水乙醇。

优选地，所述步骤(1)中，中空碳球和乙酰丙酮钛的质量比为1:(5-15)。

优选地，所述步骤(3)中，煅烧至650℃。

通过采用上述技术方案，使得该球型HCNs@TiO₂光催化剂的制备工艺简便，易于调节。

本发明还提供了一种制备方法制备的球型HCNs@TiO₂光催化剂在染料污水中的应用，应用于光催化降解活性红3BS。