[发明专利]一种锰钛氧化物-生物质炭复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种锰钛氧化物‑生物质炭复合材料，由生物质炭、二氧化锰颗粒和二氧化钛颗粒构成，所述二氧化锰颗粒均匀分布在生物质炭上，所述二氧化钛颗粒均匀分布在生物炭和二氧化锰颗粒上。本发明还公开了上述锰钛氧化物‑生物质炭复合材料的制备方法和其作为吸附剂用于吸附去除水体中染料罗丹明B的应用。本发明的锰钛氧化物‑生物质炭复合材料具有低成本、吸附快、稳定性好的优点，是一种优良的吸附材料，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，尤其涉及一种锰钛氧化物-生物质炭复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

伴随着人口增长、全球变暖、工业化生产的快速发展从而直接造成水资源污染严重，造成人类饮水问题。有机染料具有完整色谱、颜色亮丽、牢固性能好广泛应用于纺织、印染、化妆品等大型工业生产中,如果染料废水未经处理就排放到水中，造成植物的光合作用降低影响其生长,同时会造成水体生物和农作物吸收从而对人体致癌。其中，罗丹明B(Rhodamine B)，又称若丹明B、玫瑰红B、玫瑰精B、碱性玫瑰精，分子式为C28H31ClN2O3，是一种具有鲜桃红色的人工合成的染料。易溶于水、乙醇，微溶于丙酮、氯仿、盐酸和氢氧化钠溶液。呈红色至紫罗兰色粉末，水溶液为蓝红色，稀释后有强烈荧光，醇溶液有红色荧光。常用作实验室中细胞荧光染色剂、广泛应用于有色玻璃、特色烟花爆竹等行业。它也和苏丹红一样会直接危害人体健康，具有潜在的致癌、致突变性和心脏毒性。

吸附法操作简便、绿色环保、价格低廉、去除效果好等特点，目前为去除废水中染料的有效方法之一。但是，多数的活性炭对废水中染料的吸附性能一般且价格高。因此，制备吸附性优良且价格便宜的吸附剂对含染料废水的处理有着重要意义。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锰钛氧化物-生物质炭复合材料及其制备方法和应用。

本发明提出的一种锰钛氧化物-生物质炭复合材料，由生物质炭、二氧化锰颗粒和二氧化钛颗粒构成，所述二氧化锰颗粒均匀分布在生物质炭上，所述二氧化钛颗粒均匀分布在生物炭和二氧化锰颗粒上；

所述二氧化锰颗粒为多孔球形或半球形结构，粒径为3-8μm；所述二氧化钛颗粒的粒径为1-2μm。

优选地，所述复合材料中，炭、二氧化锰与二氧化钛的摩尔比为1：(1-3)：(1-2)。

优选地，所述生物质炭是以香蕉皮为原料经过高温炭化制得；优选地，所述高温炭化的温度为300-400℃，时间为2-4h。

优选地，将香蕉皮清洗、干燥后，酸化活化，然后在300-400℃下高温炭化2-4h，研磨成粉末后中和酸化，然后过滤，洗涤至中性，干燥，即得。

优选地，所述酸化活化的具体方法为：加入盐酸溶液浸泡处理，所述盐酸的浓度为4-8mol/L,浸泡处理时间为10-20h；所述中和酸化的具体方法为：加入氢氧化钠溶液搅拌反应，所述氢氧化钠溶液的浓度为4-8mol/L,搅拌反应时间为2-4h。

一种所述的锰钛氧化物-生物质炭复合材料的制备方法，包括下述步骤：

S1、称取生物质炭、二氧化钛和二氧化锰，加入盐酸溶液将二氧化钛和二氧化锰溶解完全，然后加入氢氧化钠溶液搅拌反应将pH调至中性，得到反应液；

S2、将所述反应液进行水热反应，即得。

优选地，S1中，所述盐酸溶液的浓度为1-5mol/L。

优选地，S1中，加入浓度为1-5mol/L氢氧化钠溶液搅拌反应2-4h将pH调至中性。

优选地，S2中，水热反应的条件为：温度为120-180℃，时间为24-72h。

所述的锰钛氧化物-生物质炭复合材料作为吸附剂在吸附去除水体中染料罗丹明B的应用。