[发明专利]树枝形二氧化钛包覆硫化镉中空双壳层材料的制备及应用

摘要

本发明公开了一种树枝形二氧化钛包覆硫化镉中空双壳层材料的制备及其应用，创新采用超声辅助法制备硫化镉包覆聚苯乙烯核壳材料（PS@CdS），然后引入十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)，通过湿化学法包覆TiO₂壳层，制备了具有树枝形的外层形貌（树枝形PS@CdS@TiO₂），烧去聚苯乙烯后得到目标材料（树枝形中空CdS@TiO₂），其在可见光条件下对有机废水尤其是罗丹明B印染废水具有高效的光降解性能。本发明制备条件温和，方法新颖，操作过程简单，处理速度快。具有良好的稳定性，有效避免了CdS产生的光腐蚀现象，循环利用过程中其降解能力基本维持稳定，经济环保，并可广泛用于其他有机废水的降解回用，尤其适合在低浓度有机废水中进行深度降解。

主权项

一种树枝形二氧化钛包覆硫化镉中空双壳层材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：步骤1：聚苯乙烯模板（PS）乳液制备；将500mL的圆底烧瓶置于70℃水浴中加热，依次加入去离子水200mL、碳酸氢钠(NaHCO₃)0.0412g、对苯乙烯磺酸钠(SSS) 0.0412g和苯乙烯 (St) 19.59g，通入氮气排除空气后再加人过硫酸钾(KPS) 0.288g，搅拌速率200r/min，反应15h后，冷却收集反应产物；步骤2：将步骤1制得的PS乳液与无水乙醇混合，超声10min~20min后取出，加入聚乙烯吡咯烷酮PVP；步骤3：按照Cd²⁺与S^2‑摩尔比为1:1~1:1.6将乙酸镉(Cd(Ac)₂•2H₂O)与硫代乙酰胺(TAA)混合后，加入到步骤2所得的混合液中；在超声反应器中在40~60℃，2000~2500MHz下超声2~4h；反应后用洗液反复洗涤至pH7；40~80℃条件下干燥，研磨至粉末，制得硫化镉包覆聚苯乙烯核壳复合材料；步骤4：将步骤3所得的硫化镉包覆聚苯乙烯核壳复合材料，按照每0.2g加入50ml的无水乙醇的比例加入无水乙醇，超声后，滴入钛酸四丁酯(TBOT)；量取一定量去离子水，用分液漏斗缓慢滴加到上述溶液中，室温搅拌；步骤5：将步骤4所得的混合液倒入水热釜中，加入十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)，将水热釜放入真空干燥箱，180℃持续15h；反应完成后冷却至室温，醇洗数次；在40~80℃真空干燥，得到固体研磨至粉末，在氮气保护下煅烧，最终得到树枝形二氧化钛包覆硫化镉中空双壳层材料。