專利名稱：一種陽離子活性劑改性二氧化鈦表面的方法
技術領域：
本發明涉及一種離子交換劑表面包覆半導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：
空氣污染、水污染、土地污染等諸多環境問題已經威脅到了人類生存環境的安 全，因此環境問題已是受到世界各國關注的熱點問題。在農業生產中，殺蟲劑和除草劑 等廣泛應用，這些農藥一般都直接排放到江河中，甚至進入地下水系統，引起嚴重的環 境污染。近幾年來，科學家開始研究采用光催化劑分解農藥，解決環境污染的問題。
自上世紀七十年代，日本科學家Fujishima教授發現了納米Ti02的光催化作用 后，關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 理以及光分解水產生氫氣和氧氣的研究中。自80年代末期日本發生0-157事件后，對這 一光催化現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，廣泛應用到殺菌，分解有機物以及作 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的光催化1102外，已有大量的商品化產品上 市，比較著名的有德國的Degussa，日本的石原化學等企業。這些產品價格相對低廉，穩 定性好，易于產業化應用。目前已有大量的文獻研究采用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對處理純的農藥溶液顯示了很高 的分解效率，在農藥濃度為幾到幾十ppm時， 一般只需要5-10個小時就可以分解完全。 因為農業廢水中含有大量的其他有機物，而農藥含量不足總有機碳含量(T0C)的5X，因 此其他有機物的存在影響了農藥的分解效率。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種陽離子活性劑改性二氧化鈦表 面的方法。 本發明的目的是通過以下技術方案來實現的 —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量濃度為5% ; (4)按照Ti02與磺酸樹脂的質量比為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。
本發明的有益效果是本發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藥、工業有機污染物。本發明具有工藝簡單、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，經過烘干、研磨得到表面均勻包覆磺酸 樹脂的復合光催化粉體。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量濃度為5%。 4、按照Ti02與磺酸樹脂的質量比為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。 下面根據附圖
詳細說明本發明，本發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公司的產品 nafion)質量比為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明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神 和權利要求的保護范圍內，對本發明作出的任何修改和改變'都落入本發明的保護范圍。
權利要求
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量濃度為5％。(4)按照TiO2與磺酸樹脂的質量比為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. 根據權利要求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. 根據權利要求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，將農藥吸附到納米TiO2的表面，提高對農業廢水中農藥的分解效率。
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 優先權日2009年10月29日
發明者丁新更, 楊輝 申請人:浙江大學