[发明专利]一种二氧化钛-长石复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种二氧化钛‑长石复合材料及其制备方法与应用，该复合材料包括长石和负载在长石表面的二氧化钛，二氧化钛的钛原子与长石骨架通过价键结构Si‑O‑Ti连接；该复合材料的制备方法包括如下步骤：S1、长石的破碎、筛选、水洗和烘干，得到长石颗粒；S2、将步骤S1得到的长石颗粒进行酸洗、蒸馏水洗至中性后烘干至恒重；S3、重复步骤S2操作1‑3次；S4、将步骤S3烘干至恒重的长石颗粒与无水乙醇、钛酸四丁酯混合，105℃下反应24h，冷凝回流反应24h，降至室温，离心后用无水乙醇清洗、抽滤、干燥、煅烧得到二氧化钛‑长石复合材料。本发明复合材料中二氧化钛与长石的联结更加紧密，稳定性更高；制备方法工艺简单，费用低。

技术领域

本发明属于环保材料制备技术领域，具体涉及一种二氧化钛-长石复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

目前部分环境功能复合材料是通过在骨架表面涂布功能材料而制成，功能材料与骨架之间仅仅是依靠普通的范德华力结合，结合力较弱，复合材料稳定性有限。魏民等（《纺织科学与工程学报》，2019,3:59-65）为了增加二氧化钛复合材料的牢固性，使用硅烷偶联剂KH550与二氧化钛发生反应，引入氨基反应基团，然后再使其与三氯均三嗪上的一个氯原子发生取代反应，得到二氯均三嗪活性纳米二氧化钛，最后使三嗪环上剩下的两个氯原子与纤维素纤维发生反应，产生共价键使纳米颗粒负载在棉织物获得了稳定的二氧化钛复合材料。但是，该方法工艺复杂，制备费用较高。

发明内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种二氧化钛-长石复合材料及其制备方法与应用，能有效解决上述工艺复杂、制备费用高等不足之处。

技术方案：一种二氧化钛-长石复合材料，所述复合材料包括长石和负载在长石表面的二氧化钛，所述二氧化钛的钛原子与长石骨架通过价键结构Si-O-Ti连接。

一种上述二氧化钛-长石复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、长石的破碎、筛选、水洗和烘干，得到长石颗粒；

S2、将步骤S1得到的长石颗粒进行酸洗、水洗至中性后烘干至恒重；

S3、重复步骤S2操作1-3次；

S4、将步骤S3烘干至恒重的长石颗粒与无水乙醇、钛酸四丁酯混合，105℃下反应24h，冷凝回流反应24h，降至室温，离心后用无水乙醇清洗、抽滤、干燥、煅烧得到二氧化钛-长石复合材料。

优选的，步骤S1的具体过程为：将长石破碎后筛选出粒径为0.5-1.2mm长石颗粒，用蒸馏水进行超声清洗2-4h，然后置于80℃的鼓风干燥箱中烘干8-12h，得到长石颗粒。

优选的，步骤S2的具体过程为：将步骤S1烘干后的长石颗粒与2-4M的HCl溶液按照1g：10mL的比例在锥形瓶中进行混合，在80℃水浴搅拌3h后取出长石颗粒，用蒸馏水清洗至中性，置于105℃的干燥箱中烘干至恒重。

优选的，步骤S4的具体过程为：将步骤S3烘干至恒重的长石颗粒置于带有回流装置的三颈烧瓶中，按照长石颗粒与无水乙醇的体积比1:10加入无水乙醇，再加入钛酸四丁酯，其中长石与钛酸四丁酯质量比小于0.5，在105℃油浴搅拌24h，冷凝回流反应24h后降至室温，离心后向固体物质中加入无水乙醇清洗至无白色二氧化钛颗粒脱落，抽滤后置于80℃的烘箱中干燥8-12h，置于煅烧炉中于500℃煅烧4-6h，最终得到二氧化钛-长石复合材料。

上述二氧化钛-长石复合材料在光催化降解水中有机污染物方面的应用。

上述二氧化钛-长石复合材料在吸附净化水体中重金属方面的应用。

有益效果：本发明复合材料通过酸洗，将长石中的铝离子洗去，将钛嵌入长石的结构骨架之中，该方法工艺简单，费用低，制备的复合材料中二氧化钛与长石的联结更加紧密，稳定性更高。

附图说明