專利名稱：一種陽離子活性劑改性二氧化鈦表面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離子交換劑表面包覆半導(dǎo)體光催化材料的方法，尤其涉及一種
陽離子活性劑改性二氧化鈦表面的方法。
背景技術(shù)：
空氣污染、水污染、土地污染等諸多環(huán)境問題已經(jīng)威脅到了人類生存環(huán)境的安 全，因此環(huán)境問題已是受到世界各國關(guān)注的熱點問題。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，殺蟲劑和除草劑 等廣泛應(yīng)用，這些農(nóng)藥一般都直接排放到江河中，甚至進(jìn)入地下水系統(tǒng)，引起嚴(yán)重的環(huán) 境污染。近幾年來，科學(xué)家開始研究采用光催化劑分解農(nóng)藥，解決環(huán)境污染的問題。
自上世紀(jì)七十年代，日本科學(xué)家Fujishima教授發(fā)現(xiàn)了納米Ti02的光催化作用 后，關(guān)于光催化材料的研究方興未艾。70-80年代主要集中于研究納米1102的光催化原 理以及光分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣的研究中。自80年代末期日本發(fā)生0-157事件后，對這 一光催化現(xiàn)象的研究則更多的集中到抗菌光催化材料和制品的制備和性能研究中。到目 前為止，1102作為一種研究比較成熟的光催化劑，廣泛應(yīng)用到殺菌，分解有機(jī)物以及作 為親水和疏水表面材料。1102具有高光催化性，無毒，價格相對低廉。
目前，除了各個科研單位自行研發(fā)的光催化1102外，已有大量的商品化產(chǎn)品上 市，比較著名的有德國的Degussa，日本的石原化學(xué)等企業(yè)。這些產(chǎn)品價格相對低廉，穩(wěn) 定性好，易于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。目前已有大量的文獻(xiàn)研究采用Degussa公司的P25作為光催 化劑分解苯酚、百草枯、甲胺磷等。在實驗研究中，P25對處理純的農(nóng)藥溶液顯示了很高 的分解效率，在農(nóng)藥濃度為幾到幾十ppm時， 一般只需要5-10個小時就可以分解完全。 因為農(nóng)業(yè)廢水中含有大量的其他有機(jī)物，而農(nóng)藥含量不足總有機(jī)碳含量(T0C)的5X，因 此其他有機(jī)物的存在影響了農(nóng)藥的分解效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種陽離子活性劑改性二氧化鈦表 面的方法。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的 —種陽離子活性劑改性二氧化鈦表面的方法，包括以下步驟 (1)將低分子醇與水按體積比2 : 1-4混合，得混合溶液； (2)取出一定量的混合溶液，將Ti02放入該混合溶液中，超聲分散20-100分鐘， 得第一混合物； (3)另取一定量的混合溶液，將磺酸樹脂溶解于該混合溶液中，攪拌5-20分鐘至 均勻，得第二混合物，磺酸樹脂在第二混合物中的質(zhì)量濃度為5% ; (4)按照Ti02與磺酸樹脂的質(zhì)量比為100 : 1-10將第一混合物和第二混合物混 合，并超聲分散20-100分鐘，得第三混合物； (5)將第三混合物于30-8(TC下烘干，研磨得到表面均勻包覆磺酸樹脂的二氧化鈦。 進(jìn)一步地，所述Ti02為金紅石型或銳鈦礦型或二者混合型，粒徑為 0.01-200um;所述低分子醇為甲醇、乙醇。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明用陽離子活性劑改性的二氧化鈦可以在紫外光或 太陽光下高效分解含陽離子的農(nóng)藥、工業(yè)有機(jī)污染物。本發(fā)明具有工藝簡單、成本低， 分解效率高等特點。
具體實施例方式
本發(fā)明的陽離子活性劑改性二氧化鈦表面的方法為將Ti02與稀釋的磺酸樹脂 混合攪拌，在Ti02表面包覆一層陽離子交換膜，經(jīng)過烘干、研磨得到表面均勻包覆磺酸 樹脂的復(fù)合光催化粉體。具體步驟為 1、將低分子醇與水按體積比2 : 1-4混合，得混合溶液。其中，低分子醇為甲 醇、乙醇。 2、取出一定量的混合溶液，將Ti02放入該混合溶液中，超聲分散20-100分 鐘，得第一混合物。Ti02與混合溶液為任意質(zhì)量比。 3、另取一定量的混合溶液，將磺酸樹脂溶解于該混合溶液中，攪拌5-20分鐘至 均勻，得第二混合物，磺酸樹脂在第二混合物中的質(zhì)量濃度為5%。 4、按照Ti02與磺酸樹脂的質(zhì)量比為100 : l-10將第一混合物和第二混合物混 合，并超聲分散20-100分鐘，得第三混合物。 5、將第三混合物于30-8(TC下烘干，研磨得到復(fù)合光催化粉體，即表面均勻包 覆磺酸樹脂的二氧化鈦。 其中，磺酸樹脂的作用為陽離子交換膜，Ti02為金紅石型或銳鈦礦型或二者混 合型，粒徑為0.01-200um。 將得到的光催化材料進(jìn)行光催化分解實驗分析，測試其在紫外光照射下對水中 種菌唑的分解率。 下面根據(jù)附圖
詳細(xì)說明本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。
實施例1 在室溫下，Ti02與磺酸樹脂(該實施例中磺酸樹脂采用dupont公司的產(chǎn)品 nafion)質(zhì)量比為100 : 1時，將Ti02(degussa， P25)分散到稀釋后的nafion中，靜置20 分鐘，3(TC下烘干，研磨粉碎得到復(fù)合光催化粉體。該粉體對水中的種菌唑的72小時分 解率為80%以上。
實施例2在室溫下，Ti02與nafion質(zhì)量比為100 : 5時，將Ti02(degussa， P25)分散到 稀釋后的nafion中，靜置50分鐘，5(TC下烘干，研磨粉碎得到復(fù)合光催化粉體。該粉體 對水中的種菌唑的72小時分解率為85%以上。
實驗例3 在室溫下，Ti02與nafion質(zhì)量比為100 : 10時，將Ti02(degussa， P25)分散到 稀釋后的nafion中，靜置100分鐘，8(TC下烘干，研磨粉碎得到復(fù)合光催化粉體。該粉 體對水中的種菌唑的72小時分解率為75%以上。
上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神 和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變'都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種陽離子活性劑改性二氧化鈦表面的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將低分子醇與水按體積比2∶1-4混合，得混合溶液。(2)取出一定量的混合溶液，將TiO2放入該混合溶液中，超聲分散20-100分鐘，得第一混合物。(3)另取一定量的混合溶液，將磺酸樹脂溶解于該混合溶液中，攪拌5-20分鐘至均勻，得第二混合物，磺酸樹脂在第二混合物中的質(zhì)量濃度為5％。(4)按照TiO2與磺酸樹脂的質(zhì)量比為100∶1-10將第一混合物和第二混合物混合，并超聲分散20-100分鐘，得第三混合物。(5)將第三混合物于30-80℃下烘干，研磨得到表面均勻包覆磺酸樹脂的二氧化鈦。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述陽離子活性劑改性二氧化鈦表面的方法，其特征在于，所述 Ti02為金紅石型或銳鈦礦型或二者混合型，粒徑為0.01-200um。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述陽離子活性劑改性二氧化鈦表面的方法，其特征在于，所述低 分子醇為甲醇、乙醇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種陽離子活性劑改性二氧化鈦表面的方法，在納米TiO2的表面包覆一層離子交換劑Nafion，通過Nafion的離子交換特性，將農(nóng)藥吸附到納米TiO2的表面，提高對農(nóng)業(yè)廢水中農(nóng)藥的分解效率。
文檔編號B01J31/06GK101690899SQ200910153208
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者丁新更, 楊輝 申請人:浙江大學(xué)