本发明专利技术提供一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法，包括如下步骤：Ⅰ介孔La‑Ti‑O‑S的制备，Ⅱ介孔La‑Ti‑O‑S/铝基量子点复合物表面修饰，Ⅲ表面包膜，Ⅳ离子交换。本发明专利技术还公开了根据所述基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法制备得到的基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂。本发明专利技术所述制备方法简单易行，对设备依赖性不高，对制备条件要求不苛刻，原料易得，价格低廉，适合大规模生产，制备得到的基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂具有性能更加稳定、价格更加低廉、催化效果更好、催化效率更高、可见光响应范围更广，废水处理效果更佳，功能更多样化的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂及其制备方法
本专利技术涉及造纸废水处理
，尤其涉及一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着全球工业化进程的推进，造纸业迅速发展，给经济的增长贡献了巨大力量，与此同时，给环境也带来了严重威胁。造纸废水排放量大，含有的有机物种类多，处理困难，给生态环境及人们的身体健康带来的伤害巨大。随着世界各国对废水排放要求的严格化及人们对环境问题及自身身体健康认识上的深入，对造纸废水进行处理是众多造纸企业不得不面对的一道难题，是阻碍造纸业乃至经济发展的主要因素之一。目前，对造纸废水的处理技术主要包括：生物处理技术，化学处理技术以及吸附过滤等物理处理技术。近年来发展出了光催化氧化法处理水体中有机污染物的新技术。光催化降解能有效去除有机污染物，并且避免对水体的二次污染。为了提高光催化降解效率，拓宽光谱吸收带，过渡金属及贵金属掺杂半导体氧化物被用于可见光光催化研究，但其成本较高。且以二氧化钛为代表的光催化剂对可见光不响应，从而使得光催化效率低。现有技术中公开了各种改性方法来改性二氧化钛，这些方法在一定程度上能扩大可见光响应范围，从而提高光催化污水处理效果，但是其或多或少还存在结构不稳定、会随水流失以及使用寿命短等不足。申请公布号为CN105344377A的中国专利技术专利公开了一种污水处理用纳米二氧化钛改性光催化剂的制备方法，属于光催化剂的
，包括γ-Fe2O3粉末的制备，然后将制备的γ-Fe2O3粉末、纳米TiO2粉末用包膜剂进行包膜处理，得到改性光催化剂，将γ-Fe2O3粉末、纳米TiO2粉末按质量比为(6-8):(4-6)的比例送入气流粉碎机中粉碎，进料时伴加包膜剂对粉体包膜，所述的包膜剂有下述方法制备而成：将聚丙烯酰胺于120rpm的搅拌下溶解在50～60℃的去离子水中，配制成浓度为1％的溶液，加完聚丙烯酰胺后保持搅拌5-7小时，即得包膜剂。本专利技术的方法简单、易操作，通过对纳米TiO2进行处理、改性，使得改性光催化剂的分离回收率可以达到99.5％以上，然而这种改性光催化剂由于包膜剂与粉体之间相容性不好，薄膜易脱落，且也无法解决可见光不响应问题，使用具有较大的局限性。因此，开发一种性能更加稳定、价格更加低廉、催化效果更好、催化效率更高、可见光响应范围更广，废水处理效果更佳，功能更多样化的造纸废水处理用催化剂符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂及其制备方法，该制备方法简单易行，对设备依赖性不高，对制备条件要求不苛刻，原料易得，价格低廉，适合大规模生产。制备得到的基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂克服了现有技术中废水处理催化剂或多或少存在的成本昂贵、结构不稳定、易随水流失、使用寿命短不足、催化效果差、催化效率低的技术问题，具有性能更加稳定、价格更加低廉、催化效果更好、催化效率更高、可见光响应范围更广，废水处理效果更佳，功能更多样化的优点。为达到以上目的，本专利技术提供一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法，包括如下步骤：Ⅰ介孔La-Ti-O-S的制备：将钛源、镧源、二乙基二硫代氨基甲酸钠加入到装有乙醇的烧杯中，搅拌1.5-2.5小时后，缓慢加入柠檬酸钠，再剧烈搅拌2-3小时后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在200-220℃反应15-20小时。取出反应釜，待反应体系冷却后分别依次用去离子水和无水乙醇洗涤4-6次，最后在85-95℃的真空干燥箱中干燥15-20小时，得到介孔La-Ti-O-S；Ⅱ介孔La-Ti-O-S/铝基量子点复合物表面修饰：将经过步骤Ⅰ制备得到的介孔La-Ti-O-S、铝基量子点混合均匀，再分散于乙醇中，然后向其中加入9-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-9H-咔唑，在30-40℃下搅拌反应3-5小时，再向其中加入季铵盐-15和碱性催化剂，继续搅拌反应6-8小时，后抽滤，并依次分别用水和二氯甲烷洗涤3-5次，再旋蒸除去二氯甲烷，得到表面修饰介孔La-Ti-O-S/铝基量子点复合物；Ⅲ表面包膜：将经过步骤Ⅱ制备得到的表面修饰介孔La-Ti-O-S/铝基量子点复合物分散于高沸点溶剂中，再向其中加入丙烯酰胺、引发剂，在氮气或惰性气体氛围65-75℃下搅拌反应3-5小时，后在丙酮中沉出，并置于真空干燥箱70-80℃下干燥10-15小时，得到表面包膜介孔La-Ti-O-S/铝基量子点复合物；Ⅳ离子交换：将经过步骤Ⅲ制备得到的表面包膜介孔La-Ti-O-S/铝基量子点复合物、四[4-(4'-羧基苯基)苯基]乙烯加入到甲苯中，在50-60℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，再用四氢呋喃洗涤3-5次，并置于真空干燥箱75-85℃下干燥15-20小时，得到基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂。优选地，步骤Ⅰ中所述钛源、镧源、二乙基二硫代氨基甲酸钠、乙醇、柠檬酸钠的质量比为2:1:0.2:(10-15):9。优选地，所述钛源选自四氯化钛、钛酸四丁酯中的一种；所述镧源选自氯化镧、碳酸镧中的一种。优选地，步骤Ⅱ中所述介孔La-Ti-O-S、铝基量子点、乙醇、9-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-9H-咔唑、季铵盐-15、碱性催化剂的质量比为2:1:(10-15):0.8:0.5:(0.2-0.4)。优选地，所述铝基量子点为铝掺杂硒化镉/硫化镉核壳结构量子点，为预先制备，制备方法参考专利申请号为CN105670631A的中国专利技术专利。较佳地，所述碱性催化剂选自碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。进一步地，步骤Ⅲ中所述表面修饰介孔La-Ti-O-S/铝基量子点复合物、高沸点溶剂、丙烯酰胺、引发剂的质量比为3:(10-15):1:(0.02-0.04)。优选地，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。优选地，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种或几种。优选地，步骤Ⅳ中所述表面包膜介孔La-Ti-O-S/铝基量子点复合物、四[4-(4'-羧基苯基)苯基]乙烯、甲苯的质量比为(3-5):1:(10-15)。一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂，采用上述基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法制备得到。由于上述技术方案的运用，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术公开的基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂，制备方法简单易行，对设备依赖性不高，对制备条件要求不苛刻，原料易得，价格低廉，适合大规模生产。(2)本专利技术公开的基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂，克服了现有技术中废水处理催化剂或多或少存在的成本昂贵、结构不稳定、易随水流失、使用寿命短不足、催化效果差、催化效率低的技术问题，具有性能更加稳定、价格更加低廉、催化效果更好、催化效率更高、可见光响应范围更广，废水处理效果更佳，功能更多样化的优点。(3)本专利技术公开的基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂，通过添加介孔La-Ti-O-S，增强了光催化效果，提高了光催化效率，具有更宽的可见光响应范围，与铝基量子点协同作用，不仅可以提高光催化效率，还具有较好的吸附功能，能对废水中的重金属离子有较好的吸附作本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：Ⅰ介孔La‑Ti‑O‑S的制备：将钛源、镧源、二乙基二硫代氨基甲酸钠加入到装有乙醇的烧杯中，搅拌1.5‑2.5小时后，缓慢加入柠檬酸钠，再剧烈搅拌2‑3小时后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在200‑220℃反应15‑20小时。取出反应釜，待反应体系冷却后分别依次用去离子水和无水乙醇洗涤4‑6次，最后在85‑95℃的真空干燥箱中干燥15‑20小时，得到介孔La‑Ti‑O‑S；Ⅱ介孔La‑Ti‑O‑S/铝基量子点复合物表面修饰：将经过步骤Ⅰ制备得到的介孔La‑Ti‑O‑S、铝基量子点混合均匀，再分散于乙醇中，然后向其中加入9‑[3‑(三乙氧基硅烷基)丙基]‑9H‑咔唑，在30‑40℃下搅拌反应3‑5小时，再向其中加入季铵盐‑15和碱性催化剂，继续搅拌反应6‑8小时，后抽滤，并依次分别用水和二氯甲烷洗涤3‑5次，再旋蒸除去二氯甲烷，得到表面修饰介孔La‑Ti‑O‑S/铝基量子点复合物；Ⅲ表面包膜：将经过步骤Ⅱ制备得到的表面修饰介孔La‑Ti‑O‑S/铝基量子点复合物分散于高沸点溶剂中，再向其中加入丙烯酰胺、引发剂，在氮气或惰性气体氛围65‑75℃下搅拌反应3‑5小时，后在丙酮中沉出，并置于真空干燥箱70‑80℃下干燥10‑15小时，得到表面包膜介孔La‑Ti‑O‑S/铝基量子点复合物；Ⅳ离子交换：将经过步骤Ⅲ制备得到的表面包膜介孔La‑Ti‑O‑S/铝基量子点复合物、四[4‑(4'‑羧基苯基)苯基]乙烯加入到甲苯中，在50‑60℃下搅拌反应3‑5小时，后旋蒸除去溶剂，再用四氢呋喃洗涤3‑5次，并置于真空干燥箱75‑85℃下干燥15‑20小时，得到基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂。...
【技术特征摘要】
1.一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：Ⅰ介孔La-Ti-O-S的制备：将钛源、镧源、二乙基二硫代氨基甲酸钠加入到装有乙醇的烧杯中，搅拌1.5-2.5小时后，缓慢加入柠檬酸钠，再剧烈搅拌2-3小时后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在200-220℃反应15-20小时。取出反应釜，待反应体系冷却后分别依次用去离子水和无水乙醇洗涤4-6次，最后在85-95℃的真空干燥箱中干燥15-20小时，得到介孔La-Ti-O-S；Ⅱ介孔La-Ti-O-S/铝基量子点复合物表面修饰：将经过步骤Ⅰ制备得到的介孔La-Ti-O-S、铝基量子点混合均匀，再分散于乙醇中，然后向其中加入9-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-9H-咔唑，在30-40℃下搅拌反应3-5小时，再向其中加入季铵盐-15和碱性催化剂，继续搅拌反应6-8小时，后抽滤，并依次分别用水和二氯甲烷洗涤3-5次，再旋蒸除去二氯甲烷，得到表面修饰介孔La-Ti-O-S/铝基量子点复合物；Ⅲ表面包膜：将经过步骤Ⅱ制备得到的表面修饰介孔La-Ti-O-S/铝基量子点复合物分散于高沸点溶剂中，再向其中加入丙烯酰胺、引发剂，在氮气或惰性气体氛围65-75℃下搅拌反应3-5小时，后在丙酮中沉出，并置于真空干燥箱70-80℃下干燥10-15小时，得到表面包膜介孔La-Ti-O-S/铝基量子点复合物；Ⅳ离子交换：将经过步骤Ⅲ制备得到的表面包膜介孔La-Ti-O-S/铝基量子点复合物、四[4-(4'-羧基苯基)苯基]乙烯加入到甲苯中，在50-60℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，再用四氢呋喃洗涤3-5次，并置于真空干燥箱75-85℃下干燥15-20小时，得到基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂。2.根据权利要求1所述的基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法，其特征在于，步骤Ⅰ中所述钛源、镧源、二乙基...
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：师帅帅，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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