[发明专利]一种适用于降解印染废水的钛酸锶薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种适用于降解印染废水的钛酸锶薄膜及其制备方法和应用。该钛酸锶薄膜均匀负载在多孔SiC陶瓷基片上，通过将钛酸异丙酯和有机络合剂低温络合后与硝酸锶溶液、PEG 2000形成SrTiO₃溶胶，陈化后采用旋涂法在多孔SiC陶瓷基片上镀膜，最后烘干煅烧制备得到；其中：有机络合剂为二乙醇胺或乙醇胺，钛酸异丙酯和有机络合剂的摩尔比为1：2‑6；低温络合温度为0～4℃。该钛酸锶薄膜中保留了基体过滤污染物的特性的同时还提升了降解污染物的光催化活性，并实现了薄膜的反复利用，绿色高效环保，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料领域，具体涉及一种适用于降解印染废水的钛酸锶薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

纺织印染废水是主要工业废水来源之一，染料种类多，其废水成分复杂、有机物含量高、可生化性差，所以纺织印染废水的处理成为当今工业废水处理的难点之一。色度的去除是印染废水处理的关键所在，光催化技术就可以有效的降解有机污染物。

钛酸锶(SrTiO₃)是一种常见的催化剂，具有典型的钙钛矿结构，有毒性小、热稳定好、催化活性好等特点。近年来，有大量研究者对SrTiO₃的催化活性进行了研究与报道，如光催化分解水制氢、光催化降解有机污染物等，但是钛酸锶粉末催化剂的重复利用率低，一次利用不利回收。如何在提高SrTiO₃催化活性的同时实现其重复利用是当务之急。

发明内容

有鉴于此，为克服上述的不足之处，本发明的目的在于提供一种适用于降解印染废水的钛酸锶薄膜及其制备方法和应用。该钛酸锶薄膜保留了基体过滤污染物的特性的同时还提升了降解污染物的光催化活性，并实现了薄膜的反复利用，绿色高效环保。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

提供一种适用于降解印染废水的钛酸锶薄膜，所述钛酸锶薄膜均匀负载在多孔SiC陶瓷基片上，通过将钛酸异丙酯和有机络合剂低温络合后与硝酸锶溶液、PEG 2000形成SrTiO₃溶胶，陈化后采用旋涂法在多孔SiC陶瓷基片上镀膜，最后烘干煅烧制备得到；其中：有机络合剂为二乙醇胺或乙醇胺，钛酸异丙酯和有机络合剂的摩尔比为1：2-6；低温络合温度为0～4℃。

提供一种适用于降解印染废水的钛酸锶薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将钛酸异丙酯和有机络合剂混合均匀后加入无水乙醇继续混合均匀，在0～4℃温度下，静止以充分络合得到A液；其中有机络合剂为二乙醇胺或乙醇胺，钛酸异丙酯和有机络合剂的摩尔比为1：2-6；

2)将硝酸锶与去离子水混合均匀得到B液；

3)在步骤1)所得溶液A剧烈搅拌条件下，将步骤2)所得溶液B逐滴滴加到溶液A中，搅拌均匀，再加入非离子表面活性剂PEG 2000，然后继续搅拌直至形成SrTiO₃溶胶；

4)将步骤3)所得SrTiO₃溶胶静止陈化后，采用旋涂法在多孔SiC陶瓷基片上镀膜，烘干后煅烧，得到适用于降解印染废水的钛酸锶薄膜。

上述方案中，所述步骤1)中，络合时间为0.5～1h。

上述方案中，所述步骤1)中，钛酸异丙酯和无水乙醇的摩尔比为1：1～3。

上述方案中，所述步骤2)中，硝酸锶和水摩尔比为1：1～5。

上述方案中，所述步骤1)中钛酸异丙酯和所述步骤2)中硝酸锶摩尔比为1：1。

上述方案中，所述步骤2)中硝酸锶和所述步骤3)中PEG2000摩尔比为1：0.5～1。

上述方案中，所述步骤4)中，陈化温度为20～30℃，陈化时间为0.5～1h。