CN105597835A - 棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法 - Google Patents
棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105597835A CN105597835A CN201610087748.9A CN201610087748A CN105597835A CN 105597835 A CN105597835 A CN 105597835A CN 201610087748 A CN201610087748 A CN 201610087748A CN 105597835 A CN105597835 A CN 105597835A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cotton stalk
- stalk skin
- titanium dioxide
- betaine
- skin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 title claims abstract description 160
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 title claims abstract description 50
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N glycine betaine Chemical compound C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 50
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 51
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 28
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 24
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims abstract description 15
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 10
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims abstract description 8
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 46
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical group O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 14
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 8
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 8
- -1 diethyl pentetic acid Chemical compound 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims description 7
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 claims description 7
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 8
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 description 6
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M methyl orange Chemical compound [Na+].C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M 0.000 description 4
- 229940012189 methyl orange Drugs 0.000 description 4
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 4
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 3
- ZWYDDDAMNQQZHD-UHFFFAOYSA-L titanium(ii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ti+2] ZWYDDDAMNQQZHD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 239000000987 azo dye Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
- B01J31/38—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24 of titanium, zirconium or hafnium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法，其特征在于，将棉秆皮负经过氧化、氨基化、二乙基三胺五乙酸化处理，得到二乙基三胺五乙酸化棉秆皮负；然后，在反应器中，在冰水浴中，按如下组成质量百分比加入，去离子水：70~78%，四氯化钛：8~12%，甜菜碱：3~8%，二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：8~12%，各组分之和为百分之百，浸泡12~14h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，在130℃干燥6~8h，得到棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂。本发明具有制备方法简单，稳定性好、可降解和环境友好等特点；催化剂容易回收，其反应条件温和、催化活性高、用量少等特点。
Description
技术领域
本发明关于负载催化剂制备技术领域，特别涉及一种棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法及在处理废水中的应用。
背景技术
秸秆纤维是地球上巨大的再生天然高分子资源。从资源的可持续利用、保护环境出发,人们对于能再生的秸秆纤维的利用寄予很大的期望。近年来,生态问题和全球变暖已经唤醒用天然材料生产绿色产品和降低CO2排放的意识。利用秸秆纤维资源是环境保护的一个长远发展方向。
我国是世界上产棉大国，棉花种植面积在50多万公顷。棉秆是棉农摘取棉花后的废弃物，棉秆皮是生长在棉秆表面的一种优良的韧皮。每公顷棉田产棉秆在4000kg左右，而棉秆皮占26%左右，我国棉秆年产量达到1500多万吨，有棉秆皮约400多万吨，以此我国的棉秆皮资源及其丰富。棉秆作为农业废料，在农村大多作为燃料烧掉，其余无法利用变为废料，十分可惜。产量很高，但大多被废弃，造成了资源浪费。为了响应国家加快推进秸秆的综合利用，促进资源节约、环境保护和农民增收的号召，越来越多的研究人员将秸秆的利用研究作为研究热点。充分利用好这些可创造可观的经济效益，我们利用棉秆皮纤维素合成新型吸附剂用于水体中重金属离子的吸附，这种吸附剂具有天然、绿色、可生物降解、机械强度大、抗腐蚀能力强等特点，棉秆皮作为吸附剂可再生重复使用多次，而且对重金属有较大吸附容量，国外对棉秆皮化学改性制备吸附剂和吸附性能的研究报道的很少，申请号为：201210344164.7的中国专利中公开了一种棉秆皮纤维负载纳米金催化剂的制备方法及应用。
纳米二氧化钛作为一种光催化剂，在紫外光照射下具有极强的氧化能力以及吸附降解污染物的能力，纳米二氧化钛光催化剂具有高效、催化范围广以及有效去除多种有机污染物等特点，在水处理和空气净化领域有广阔的应用前景，早期对二氧化钛光催化的研究，大多利用其胶体和颗粒悬浮体系来降解有机污染物，但是回收过程非常复杂困难。克服这一缺点的有效方法是制备负载型光催化剂。与单一二氧化钛相比，负载的二氧化钛体系液固分离容易，二氧化钛负载在载体表面，二氧化钛的利用率高，催化效率就高，可回收并重复使用，因此负载型二氧化钛光催化剂成为人们的研究的热点。制备稳定、牢固、高效的固定化二氧化钛是光催化技术实用化的关键问题之一。人们对负载型二氧化钛光催化特性产生了极大兴趣和关注，此后，有关负载型二氧化钛光催化剂的研究和开发日益活跃，随着对负载型二氧化钛光催化剂研究的不断深入，人们发现影响负载型二氧化钛光催化剂的活性主要有三个方面：（1）载体的选择；（2）制备方法；（3）二氧化钛粒径大小。
负载型二氧化钛光催化剂载体的作用，载体可将二氧化钛固定，克服了悬浮相二氧化钛粉末易流失、分离回收难的缺点；用载体将二氧化钛固定，便于对催化剂进行表面修饰并制成各种形状的光催化剂反应容器；将二氧化钛负载于载体表面，能够避免悬浮项中二氧化钛的团聚，增加了比表面积，提高二氧化钛的利用率。目前文献报道的制备二氧化钛负载光催化剂的载体类型包括：玻璃类、陶瓷类、吸附剂类和金属类；制备方法有：粉体烧结法、液相沉积法、溶胶-凝胶法、电沉积法、粘结剂法、离子交换法、物理气相沉积法等。
载体的本质直接决定着催化剂的催化性能，研究表明，载体大的比表面积是金属离子高度分散的前提。目前负载型催化剂常用的载体主要多孔材料，如氧化物、微孔分子筛、介孔氧化物、介孔分子筛和介孔碳材料，黄锦峰等研究了膨胀石墨负载纳米二氧化钛光催化剂的制备、表征与其光催化性能（黄锦峰等，膨胀石墨负载纳米二氧化钛光催化剂的制备、表征与其光催化性能，硅酸盐学报，2008，36（3）：325~330）；俞如越等研究了Al2O3负载型二氧化钛的制备与性能结构研究（俞如越等，负载型二氧化钛的制备与性能结构研究，涂料工业，2013，43（1）：56~59）申请号为201010216099.0的专利中公开了一种硅藻土基多孔陶瓷负载银掺杂纳米二氧化钛的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法。
一种棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：
（1）棉秆皮预处理：将棉秆在室温下，用水中浸泡2~3天，剥取棉秆外层的皮、水洗、去杂、干燥后进行粉碎，得预处理棉秆皮；
（2）氧化棉秆皮：在反应器中，按如下组成质量百分比加入，去离子水：50~60%，浓硫酸：25~32%，预处理棉秆皮：10~18%，高锰酸钾：2~4%，各组分之和为百分之百，室温浸泡1~2h，再煮沸10min，冷却后，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，干燥，得到氧化棉秆皮；
（3）氨基化棉秆皮：在反应器中，按如下组成质量百分比加入，无水乙醇：60~68%，γ-氨丙基三乙氧基硅烷：22~30%，氧化棉秆皮：8~12%，各组分之和为百分之百，于65±3℃恒温、搅拌、回流反应4~6h，冷却后，用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，干燥，得到氨基化棉秆皮；
（4）二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：在反应器中，按如下组成质量百分比加入，去离子水：76~82%，二乙基三胺五乙酸：6~12%，氨基化棉秆皮：10~15%，各组分之和为百分之百，室温浸泡4~6h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，干燥，得到二乙基三胺五乙酸化棉秆皮；
（5）棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备：在反应器中，在冰水浴中，按如下组成质量百分比加入，去离子水：70~78%，四氯化钛：8~12%，甜菜碱：3~8%，二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：8~12%，各组分之和为百分之百，浸泡12~14h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，在130℃干燥6~8h，得到棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂。
步骤（5）所述的甜菜碱与四氯化钛的质量比为1：2最优。
二氧化钛的质量百分含量为1.0~4.0%；甜菜碱的质量百分含量为0.5~1%，棉秆皮作为催化剂的载体，棉秆皮的质量百分含量要大于94%。
本发明的另一目的是将棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂应用到印染废水中甲基橙、亚甲基蓝、偶氮类染料的催化降解进行分析评价。
本发明的有益效果是：
（1）本申请提供的催化剂所用的载体是天然棉秆皮，其来源广泛，具有质轻价廉、稳定性好、可降解和环境友好等特点，并且是再生资源，有良好的物理化学稳定性和优异的机械稳定性；
（2）本申请采用络合方法制备的负载型负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂操作简单、纳米二氧化钛和甜菜碱的负载率高、颗粒分散均匀、二氧化钛不脱落，催化活性高；
（3）本申请提供的催化剂所用的载体是天然棉秆皮，棉秆皮的比重轻在废水处理中使用这种负载型催化剂时可悬浮在水中，增加光的照射强度而提高催化剂的催化效率。
（4）本申请制备棉秆皮负载光催化剂在制备的过程中负载上二氧化钛的同时也负载上甜菜碱，甜菜碱对有机染料具有很强的吸附性能，这样在催化剂表面染料的浓度就提高了，那么催化降解有机染料的效率就提高了。
（5）本申请提供的催化剂使用简单、易分离，回收后可重复使用，使用10次以上，催化温和、环境友好的优点，值得进一步推广和深入研究。
具体实施方式
实施例1
（1）棉秆皮预处理：将棉秆在室温下，用水中浸泡2~3天，剥取棉秆外层的皮、水洗、去杂、干燥后进行粉碎，得预处理棉秆皮；
（2）氧化棉秆皮：在反应器中，分别加入，去离子水：55mL，浓硫酸：15mL，预处理棉秆皮：14g，高锰酸钾：3g，室温浸泡1.5h，再煮沸10min，冷却后，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，干燥，得到氧化棉秆皮；
（3）氨基化棉秆皮：在反应器中，分别加入，无水乙醇：81mL，γ-氨丙基三乙氧基硅烷：26g，氧化棉秆皮：10g，于65±3℃恒温、搅拌、回流反应5h，冷却后，用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，干燥，得到氨基化棉秆皮；
（4）二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：在反应器中，分别加入，去离子水：79mL，二乙基三胺五乙酸：9g，氨基化棉秆皮：12g，室温浸泡5h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，干燥，得到二乙基三胺五乙酸化棉秆皮；
（5）棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备：在反应器中，在冰水浴中，分别加入，去离子水：74mL，四氯化钛：10g，甜菜碱：5g，二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：11g，浸泡13h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，在130℃干燥7h，得到棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂。
实施例2
（1）棉秆皮预处理：将棉秆在室温下，用水中浸泡2~3天，剥取棉秆外层的皮、水洗、去杂、干燥后进行粉碎，得预处理棉秆皮；
（2）氧化棉秆皮：在反应器中，分别加入，去离子水：50mL，浓硫酸：17mL，预处理棉秆皮：16g，高锰酸钾：2g，室温浸泡1h，再煮沸10min，冷却后，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，干燥，得到氧化棉秆皮；
（3）氨基化棉秆皮：在反应器中，分别加入，无水乙醇：76mL，γ-氨丙基三乙氧基硅烷：28g，氧化棉秆皮：12g，于65±3℃恒温、搅拌、回流反应4h，冷却后，用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，干燥，得到氨基化棉秆皮；
（4）二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：在反应器中，分别加入，去离子水：78mL，二乙基三胺五乙酸：12g，氨基化棉秆皮：10g，室温浸泡4h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，干燥，得到二乙基三胺五乙酸化棉秆皮；
（5）棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备：在反应器中，在冰水浴中，分别加入，去离子水：70mL，四氯化钛：12g，甜菜碱：8g，二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：10g，浸泡12h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，在130℃干燥6h，得到棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂。
实施例3
（1）棉秆皮预处理：将棉秆在室温下，用水中浸泡2~3天，剥取棉秆外层的皮、水洗、去杂、干燥后进行粉碎，得预处理棉秆皮；
（2）氧化棉秆皮：在反应器中，分别加入，去离子水：60mL，浓硫酸：13mL，预处理棉秆皮：11g，高锰酸钾：4g，室温浸泡2h，再煮沸10min，冷却后，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，干燥，得到氧化棉秆皮；
（3）氨基化棉秆皮：在反应器中，分别加入，无水乙醇：86mL，γ-氨丙基三乙氧基硅烷：24g，氧化棉秆皮：8g，于65±3℃恒温、搅拌、回流反应6h，冷却后，用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，干燥，得到氨基化棉秆皮；
（4）二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：在反应器中，分别加入，去离子水：77mL，二乙基三胺五乙酸：8g，氨基化棉秆皮：15g，室温浸泡6h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，干燥，得到二乙基三胺五乙酸化棉秆皮；
（5）棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备：在反应器中，在冰水浴中，分别加入，去离子水：78mL，四氯化钛：8g，甜菜碱：3g，二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：12g，浸泡14h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，在130℃干燥8h，得到棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂。
实施例4
（1）棉秆皮预处理：将棉秆在室温下，用水中浸泡2~3天，剥取棉秆外层的皮、水洗、去杂、干燥后进行粉碎，得预处理棉秆皮；
（2）氧化棉秆皮：在反应器中，分别加入，去离子水：52mL，浓硫酸：16mL，预处理棉秆皮：15g，高锰酸钾：3g，室温浸泡1.5h，再煮沸10min，冷却后，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，干燥，得到氧化棉秆皮；
（3）氨基化棉秆皮：在反应器中，分别加入，无水乙醇：77mL，γ-氨丙基三乙氧基硅烷：30g，氧化棉秆皮：9g，于65±3℃恒温、搅拌、回流反应4.5h，冷却后，用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，干燥，得到氨基化棉秆皮；
（4）二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：在反应器中，分别加入，去离子水：80mL，二乙基三胺五乙酸：6g，氨基化棉秆皮：14g，室温浸泡4.5h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，干燥，得到二乙基三胺五乙酸化棉秆皮；
（5）棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备：在反应器中，在冰水浴中，分别加入，去离子水：77mL，四氯化钛：9g，甜菜碱：6g，二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：8g，浸泡12.5h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，在130℃干燥6.5h，得到棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂。
实施例5
（1）棉秆皮预处理：将棉秆在室温下，用水中浸泡2~3天，剥取棉秆外层的皮、水洗、去杂、干燥后进行粉碎，得预处理棉秆皮；
（2）氧化棉秆皮：在反应器中，分别加入，去离子水：53mL，浓硫酸：14mL，预处理棉秆皮：18g，高锰酸钾：3g，室温浸泡2h，再煮沸10min，冷却后，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，干燥，得到氧化棉秆皮；
（3）氨基化棉秆皮：在反应器中，分别加入，无水乙醇：85mL，γ-氨丙基三乙氧基硅烷：22g，氧化棉秆皮：11g，于65±3℃恒温、搅拌、回流反应5.5h，冷却后，用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，干燥，得到氨基化棉秆皮；
（4）二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：在反应器中，分别加入，去离子水：76mL，二乙基三胺五乙酸：10g，氨基化棉秆皮：14g，室温浸泡5.5h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，干燥，得到二乙基三胺五乙酸化棉秆皮；
（5）棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备：在反应器中，在冰水浴中，分别加入，去离子水：73mL，四氯化钛：11g，甜菜碱：7g，二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：9g，浸泡13.5h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，在130℃干燥7.5h，得到棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂。
实施例6
催化剂活性评价，将100mL含20mg/L亚甲基蓝，放入250mL烧杯中，用0.5mol/L氢氧化钠调节溶液的pH值至9.5~10之间，加入1.0g棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂，在太阳光下进行催化反应，采用紫外光照射效果更好。采用分光光度法分别测定初始溶液的吸光度为A0=0.742，太阳光照射1小时后，吸光度A=0.062，亚甲蓝的降解率达到91.64%。光降解率以脱色率D（%）表示：D=(A0-A)/A0×100%。而取相同浓度和体积的亚甲基蓝的溶液不加催化剂，在相同太阳光下进行催化反应，采用分光光度法分别测定初始溶液的吸光度为A0=0.742，太阳光照射1小时后，吸光度A=0.711，亚甲蓝的降解率达到4.18%。
实施例7
催化剂活性评价，将100mL含20mg/L甲基橙，放入250mL烧杯中，用0.5mol/L盐酸调节溶液的pH值至4.0~4.5之间，加入1.0g棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂，在太阳光下进行催化反应，采用紫外光照射效果更好。采用分光光度法分别测定初始溶液的吸光度为A0=0.698，太阳光照射1小时后，吸光度A=0.162，甲基橙的降解率达到76.79%。光降解率以脱色率D（%）表示：D=(A0-A)/A0×100%。而取相同浓度和体积的甲基橙的溶液不加催化剂，在相同太阳光下进行催化反应，采用分光光度法分别测定初始溶液的吸光度为A0=0.698，太阳光照射1小时后，吸光度A=0.679，亚甲蓝的降解率达到2.72%。
Claims (5)
1.一种棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：
（1）棉秆皮预处理：将棉秆在室温下，用水中浸泡2~3天，剥取棉秆外层的皮、水洗、去杂、干燥后进行粉碎，得预处理棉秆皮；
（2）氧化棉秆皮：在反应器中，按如下组成质量百分比加入，去离子水：50~60%，浓硫酸：25~32%，预处理棉秆皮：10~18%，高锰酸钾：2~4%，各组分之和为百分之百，室温浸泡1~2h，再煮沸10min，冷却后，用去离子水洗涤，干燥，得到氧化棉秆皮；
（3）氨基化棉秆皮：在反应器中，按如下组成质量百分比加入，无水乙醇：60~68%，γ-氨丙基三乙氧基硅烷：22~30%，氧化棉秆皮：8~12%，各组分之和为百分之百，于65±3℃恒温、搅拌、回流反应4~6h，冷却后，用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，干燥，得到氨基化棉秆皮；
（4）二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：在反应器中，按如下组成质量百分比加入，去离子水：76~82%，二乙基三胺五乙酸：6~12%，氨基化棉秆皮：10~15%，各组分之和为百分之百，室温浸泡4~6h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，干燥，得到二乙基三胺五乙酸化棉秆皮；
（5）棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备：在反应器中，在冰水浴中，按如下组成质量百分比加入，去离子水：70~78%，四氯化钛：8~12%，甜菜碱：3~8%，二乙基三胺五乙酸化棉秆皮：8~12%，各组分之和为百分之百，浸泡12~14h，用去离子水洗涤、至滤液呈中性为止，在130℃干燥6~8h，得到棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（5）所述的甜菜碱与四氯化钛的质量比为1：2最优。
3.根据权利要求1所述的一种棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法所制备的棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂，其特征在于，棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂中二氧化钛的质量百分含量为1.0~4.0%；甜菜碱的质量百分含量为0.5~1%，棉秆皮作为催化剂的载体，棉秆皮的质量百分含量要大于94%。
4.根据权利要求1所述的一种棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法所制备的棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂，其特征在于，棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂应用到废水中有机染料的催化降解中。
5.根据权利要求1所述的一种棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法所制备的棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610087748.9A CN105597835B (zh) | 2016-02-17 | 2016-02-17 | 棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610087748.9A CN105597835B (zh) | 2016-02-17 | 2016-02-17 | 棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105597835A true CN105597835A (zh) | 2016-05-25 |
| CN105597835B CN105597835B (zh) | 2017-09-22 |
Family
ID=55978501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610087748.9A Expired - Fee Related CN105597835B (zh) | 2016-02-17 | 2016-02-17 | 棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105597835B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106964326A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-07-21 | 济南大学 | 一种棉秆皮表面山奈素分子印迹吸附材料的制备方法 |
| CN107456954A (zh) * | 2017-09-11 | 2017-12-12 | 济南大学 | 一种改性多孔磁性丝瓜络复合微球的制备方法 |
| CN107511133A (zh) * | 2017-09-11 | 2017-12-26 | 济南大学 | 二巯基丁二酸改性多孔磁性丝瓜络复合微球的制备方法 |
| CN109266315A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-25 | 中北大学 | 一种碳点基光热转化材料的制备方法 |
| CN110449166A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-15 | 济南大学 | 一种磁性荞麦壳负载锆掺杂光催化剂的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010091498A (ko) * | 2000-03-16 | 2001-10-23 | 유연태 | 비다공성 산화물 담체를 이용한 이산화티탄 광촉매의 제조방법 |
| CN101077795A (zh) * | 2006-05-22 | 2007-11-28 | 北京化工大学 | 复合生物吸附剂及其制备方法 |
| CN101966446A (zh) * | 2010-09-02 | 2011-02-09 | 安徽农业大学 | 利用农业废弃物制备吸附-光催化双功能耦合材料的方法 |
-
2016
- 2016-02-17 CN CN201610087748.9A patent/CN105597835B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010091498A (ko) * | 2000-03-16 | 2001-10-23 | 유연태 | 비다공성 산화물 담체를 이용한 이산화티탄 광촉매의 제조방법 |
| CN101077795A (zh) * | 2006-05-22 | 2007-11-28 | 北京化工大学 | 复合生物吸附剂及其制备方法 |
| CN101966446A (zh) * | 2010-09-02 | 2011-02-09 | 安徽农业大学 | 利用农业废弃物制备吸附-光催化双功能耦合材料的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| S.K. KANSAL ET AL.: "Effluent quality at kraft/soda agro-based paper mills and its treatment using a heterogeneous photocatalytic system", 《DESALINATION》 * |
| 廖杨槟 等: "表面活性剂光催化降解动力学研究", 《环境科学学报》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106964326A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-07-21 | 济南大学 | 一种棉秆皮表面山奈素分子印迹吸附材料的制备方法 |
| CN107456954A (zh) * | 2017-09-11 | 2017-12-12 | 济南大学 | 一种改性多孔磁性丝瓜络复合微球的制备方法 |
| CN107511133A (zh) * | 2017-09-11 | 2017-12-26 | 济南大学 | 二巯基丁二酸改性多孔磁性丝瓜络复合微球的制备方法 |
| CN109266315A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-25 | 中北大学 | 一种碳点基光热转化材料的制备方法 |
| CN109266315B (zh) * | 2018-10-17 | 2020-11-03 | 中北大学 | 一种碳点基光热转化材料的制备方法 |
| CN110449166A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-15 | 济南大学 | 一种磁性荞麦壳负载锆掺杂光催化剂的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105597835B (zh) | 2017-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105597835A (zh) | 棉秆皮负载纳米二氧化钛和甜菜碱光催化剂的制备方法 | |
| CN105251453A (zh) | 石墨烯/纤维素/二氧化钛复合材料的制备方法及其应用 | |
| CN105728056A (zh) | 一种丝瓜络负载纳米二氧化钛光催化剂的制备方法 | |
| CN101745402B (zh) | 高比表面基底负载Bi2WO6光催化膜、方法及应用 | |
| CN105728058B (zh) | 一种麻负载纳米二氧化钛光催化剂的制备方法 | |
| CN109158124A (zh) | 一种氮化碳与卤氧化铋复合光催化材料及其制备方法 | |
| CN104437551B (zh) | 一种CuS修饰的固定化TiO2纳米带光催化剂的制备及使用方法 | |
| CN105195234B (zh) | 纤维光催化剂的制备方法 | |
| CN100460067C (zh) | 负载氧化镍的钒酸铋复合光催化剂、其制备方法及应用 | |
| CN105148964A (zh) | 一种三维还原氧化石墨烯-Mn3O4/MnCO3纳米复合材料及其制备方法 | |
| CN107349924B (zh) | BiVO4/埃洛石复合型纳米光催化材料及其制备方法 | |
| CN109046450A (zh) | 一种BiOCl/（BiO）2CO3负载的醋酸纤维素/丝素杂化膜的制备方法和应用 | |
| CN102125831B (zh) | 介孔Bi2O3/TiO2纳米光催化剂的制备方法 | |
| CN101780416B (zh) | 铁铬共掺杂纳米二氧化钛/沸石复合光催化剂及其制法 | |
| CN105688965B (zh) | 介孔五氧化二铌/掺氮石墨烯高效复合光催化剂的制备方法 | |
| CN104043463A (zh) | 一种可见光响应的降解聚丙烯酰胺的光催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN113318771A (zh) | 一种可除藻的磁性纳米氮化碳光催化剂及其制备方法 | |
| CN106064097B (zh) | 一种常温合成氨催化剂及其制备方法 | |
| CN102489291B (zh) | 一种膨胀石墨负载纳米钒酸铋光催化剂的制备方法 | |
| CN109433244B (zh) | 一种Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料的制备方法及其应用 | |
| CN109967045A (zh) | 生物质吸附剂、其制备方法及用途 | |
| CN103285846A (zh) | 改性二氧化钛/竹炭复合材料及在太阳光下使染料废水脱色的方法 | |
| CN105728057B (zh) | 一种棕榈树皮负载纳米二氧化钛光催化剂的制备方法 | |
| CN108404981B (zh) | 多孔磁性复合蚕丝负载镨掺杂BiOBr光催化剂的制备 | |
| CN110354869A (zh) | 一种负载型镉掺杂硫铟锌光催化剂的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170922 Termination date: 20180217 |