一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法技术

本发明专利技术涉及沸石、TiO2纳米管制备领域，具体的是一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石其制备方法。本发明专利技术的目的是提供一种沸石负载金红石相TiO2纳米管及其制备方法，它既能克服现有技术处理下的斜长沸石载体中针对废水处理作用的金红石相TiO2纳米管面积小和分散性限制大，而且制备费用较高，通过本技术制备出的一种催化剂的臭氧活性高，能高效负载TiO2粉体，负载后化学性质稳定，且还可以促进TiO2粉、颗体等负载体可以方便地分散于水中，从而达到高效的行臭氧催化剂联合臭氧降解污水工艺中去除污染物质的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法
本专利技术涉及沸石、TiO2纳米管制备领域，具体的是一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石其制备方法。
技术介绍
沸石（zeolite）是一种矿石，最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提（Cronstedt）发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为“沸石”（瑞典文zeolit）。在希腊文中意为“沸腾”（zeo）的“石头”（lithos）。此后，人们对沸石的研究不断深入；自然界已发现的沸石有80多种，较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等，都以含钙、钠为主。它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。晶体所属晶系随矿物种的不同而异，以单斜晶系和正交晶系（斜方晶系）的占多数。方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形，片沸石、辉沸石呈板状，毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状，钙十字沸石和辉沸石双晶常见。纯净的各种沸石均为无色或白色，但可因混入杂质而呈各种浅色。玻璃光泽。解理随晶体结构而异。莫氏硬度中等。比重介于2.0～2.3，含钡的则可达2.5～2.8。沸石主要形成于低温热液阶段，常见于喷出岩气孔中，也见于热液矿床和近代温泉沉积中。沸石可以借水的渗滤作用，以进行阳离子的交换，其成分中的钠、钙离子可与水溶液中的钾、镁等离子交换，工业上用以软化硬水。沸石的晶体结构是由硅（铝）氧四面体连成三维的格架，格架中有各种大小不同的空穴和通道，具有很大的开放性。碱金属或碱土金属离子和水分子均分布在空穴和通道中，与格架的联系较弱。不同的离子交换对沸石结构影响很小，但使沸石的性质发生变化。晶格中存在的大小不同空腔，可以吸取或过滤大小不同的其他物质的分子。工业上常将其作为分子筛，以净化或分离混合成分的物质，如气体分离、石油净化、处理工业污染等。斜发沸石是沸石矿物中的一种，也是最丰富的一种。它的晶体为透明板状，也可因含杂质而成褐色、红色。斜发沸石是含水的碱金属铝硅酸盐，它脱水后可具有分子筛的功能，可以从空气中有选择地提取氮并使氧富集。斜发沸石还可作为离子交换剂，用于处理核废料，它还是造纸工业中的填充剂和膨胀剂；将TiO2应用在臭氧催化剂联合臭氧降解有机废水技术时，其催化剂的臭氧催化活性、其可回收利用效率以及造价都大大影响了其应用于实际工程中。而研究表明TiO2作为臭氧催化剂时，催化剂本身如果金红石相的比例越高，比表面积越大，臭氧协同效率越好。现有技术将TiO2负载到活性炭、陶瓷片、粉体或者制备成膜，但是这样制备的产品却限制了TiO2的作用面积和分散性，而且费用较高，制备出的催化剂的臭氧活性不高。因此，需要寻找一种既能够有效负载TiO2粉体，负载后化学性质稳定，且还可以促进负载体可以方便地分散于水中、方便回收且价格低廉是将该技术应用于实际工程案例中的必然需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种沸石负载金红石相TiO2纳米管及其制备方法，它既能克服现有技术处理下的斜长沸石载体中针对废水处理作用的金红石相TiO2纳米管面积小和分散性限制大，而且制备费用较高，通过本技术制备出的一种催化剂的臭氧活性高，能高效负载TiO2粉体，负载后化学性质稳定，且还可以促进TiO2粉、颗体等负载体可以方便地分散于水中，从而达到高效的行臭氧催化剂联合臭氧降解污水工艺中去除污染物质的目的。本专利技术是通过下述技术方案实现的：本专利技术是专利技术一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法及其制备方法，主要制备方法步骤如下：步骤1：称取若干质量的斜发沸石颗粒，将斜发沸石颗粒整体浸泡入质量浓度为2%的NaCl溶液中浸渍2小时，固体与液体比例为：1比50到1比27或1比60到1比30；环境温度为10摄氏度以上，25摄氏度以下；浸渍时间结束后进行烘干处理，取出表面改性沸石备用。步骤2：称取2.5g的二氧化钛P25粉末和步骤1中处理完毕的浸渍沸石5g同时加入到180mL浓度为10molL-1NaOH溶液中，上述材料放人烧杯中，再将多个或1个上述处理的材料烧杯，一并放入在震荡器中震荡处理30min，将震荡处理后的固液体混合溶液转移出烧杯，导入体积为200mL的聚四氟乙烯内衬反应釜中进行处理。步骤3：将所述步骤2已导入了震荡处理后的沸石-P25分散的白色乳液的悬浊物导入反应釜继续维持反应后的温度情况下放入鼓风干燥箱，将鼓风干燥箱的温度设定为150℃，并保持进行干燥48小时后将反应釜在室温下冷却到接近或等于室温后，从鼓风干燥箱中取出反应釜。步骤4：将取出的步骤3成品溶液用0.1molL-1的HCl的溶液反复冲洗，溶液和AgNO3溶液在直至步骤3成品溶液冲洗过程中出现结晶反应物，多次冲洗后再未产生新的结晶反应物后加入对提出出的结晶反应入加入AgNO3溶液，在烧瓶中进行震荡，进行检查在AgNO3溶液加入后没有白色沉淀物出现为完成步骤4，否则继续利用AgNO3溶液进行多次冲洗，最后将剩下的悬浊沉淀物溶液用蒸馏水进行淡化冲洗，将其酸碱度达到pH=7~5.5为止。步骤5：将步骤4最后的悬浊沉淀物溶液将其放入真空干燥箱，抽真空后，温度设定为1000C保持24小时进行脱干，直到悬浊溶液转化为粉末状物，粉末状物为沸石-钛酸盐纳米管粉体。步骤6：将粉末状物放入马弗炉中煅烧，马弗炉温度的设定上升的温度速率设定在5°Cmin-1直至温度温度升高到600ºC，并在该温度下维持处理2小时，完成马弗炉处理后，最后将马弗炉煅烧后的得到的粉末，粉末为沸石-金红石TiO2纳米管复合材料粉末，冷却到室温，得到未检成品。步骤7未检成品筛选若干克，浸泡入以盛放有离子水或纯净水中容器中，将容器放入已设定为27℃的恒温振荡箱中，启动恒温振荡箱以160r/min的条件下振荡吸附2小时后，取出容器静置后提取上清液进行考核指标的测定，其中氨氮、总氮、总磷分别采用纳氏试剂分光光度法、过硫酸钾氧化紫外分光光度法、钼酸铵分光光度法测定，氨氮去除率为94.2%以上为合格品。步骤8合格品包装。一种利用沸石负载金红石相TiO2纳米管作为催化剂进行臭氧联用催化降解氨氮废水的方法：包括以下步骤取出一个单位去离子水并加入浓度为100mgL-1的氨氮废水溶液制作成污染物模拟液将模拟液置于反应容器中，并用恒温槽控制反应温度，投入沸石负载金红石相TiO2纳米管粉末到有机污染物模拟液中，搅拌或放入震荡仪器中，形成液体固体两相充分触混的悬浊混合物，在反应容器中插入输气管，通过输气管向悬浊混合物中输入臭氧，臭氧流量稳定在50mLmin-1，保持臭氧的稳定输出的条件下反应至少3小时；一种利用沸石负载金红石相TiO2纳米管作为催化剂进行臭氧联用催化降解氨氮废水且回收沸石负载催化剂的方法：建设曝气池1处，曝气池采用混凝土标号为C25、C30,池内壁墙壁刷填抗渗等级S5以上的抗渗透剂或涂料，以钢筋混凝土建设曝气池的底壁，底壁厚度400~620mm，其他池壁200mm~400mm,底壁每8个平方建设出1个方形的伸缩缝；曝气池顶部设置遮蔽网，遮蔽网顶部设置遮蔽吸收填料盖，曝气池内引入设置污染水排入管，和催化剂投入管；在曝气池中设置若干臭氧曝气装置，所述臭氧曝气装置包括竖向设置的臭氧进气主管，臭氧进气主管的顶部连接臭氧输气管，臭氧进气主管周身绕圆周等距离设置若本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法及其制备方法，其特征是：制备方法步骤如下，步骤1：称取若干质量的斜发沸石颗粒，将斜发沸石颗粒整体浸泡入质量浓度为2%的NaCl溶液中浸渍2小时，固体与液体比例为：1比50到1比27或1比60到1比30；环境温度为10摄氏度以上，25摄氏度以下；浸渍时间结束后进行烘干处理，取出表面改性沸石备用；步骤2：称取2.5g的二氧化钛P25粉末和步骤1中处理完毕的浸渍沸石5g同时加入到180mL浓度为10molL‑1NaOH溶液中，上述材料放人烧杯中，再将多个或1个上述处理的材料烧杯，一并放入在震荡器中震荡处理30min，将震荡处理后的固液体混合溶液转移出烧杯，导入体积为200mL的聚四氟乙烯内衬反应釜中进行处理；步骤3：将所述步骤2已导入了震荡处理后的沸石‑P25分散的白色乳液的悬浊物导入反应釜继续维持反应后的温度情况下放入鼓风干燥箱，将鼓风干燥箱的温度设定为150℃，并保持进行干燥48小时后将反应釜在室温下冷却到接近或等于室温后，从鼓风干燥箱中取出反应釜；步骤4：将取出的步骤3成品溶液用0.1molL‑1的HCl的溶液反复冲洗，溶液和AgNO3溶液在直至步骤3成品溶液冲洗过程中出现结晶反应物，多次冲洗后再未产生新的结晶反应物后加入对提出出的结晶反应入加入AgNO3溶液，在烧瓶中进行震荡，进行检查在AgNO3溶液加入后没有白色沉淀物出现为完成步骤4，否则继续利用AgNO3溶液进行多次冲洗，最后将剩下的悬浊沉淀物溶液用蒸馏水进行淡化冲洗，将其酸碱度达到pH=7~5.5为止；步骤5：将步骤4最后的悬浊沉淀物溶液将其放入真空干燥箱，抽真空后，温度设定为1000C保持24小时进行脱干，直到悬浊溶液转化为粉末状物，粉末状物为沸石‑钛酸盐纳米管粉体；步骤6：将粉末状物放入马弗炉中煅烧，马弗炉温度的设定上升的温度速率设定在5°Cmin‑1直至温度温度升高到600ºC，并在该温度下维持处理2小时，完成马弗炉处理后，最后将马弗炉煅烧后的得到的粉末，此处粉末为沸石‑金红石TiO2纳米管复合材料粉末）冷却到室温，得到未检成品；步骤7未检成品筛选若干克，浸泡入以盛放有离子水或纯净水中容器中，将容器放入已设定为27℃的恒温振荡箱中，启动恒温振荡箱以160r/min的条件下振荡吸附2小时后，取出容器静置后提取上清液进行考核指标的测定，其中氨氮、总氮、总磷分别采用纳氏试剂分光光度法、过硫酸钾氧化紫外分光光度法、钼酸铵分光光度法测定，氨氮去除率为94.2%以上为合格品；步骤8合格品包装。...

【技术特征摘要】
1.一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法及其制备方法，其特征是：制备方法步骤如下，步骤1：称取若干质量的斜发沸石颗粒，将斜发沸石颗粒整体浸泡入质量浓度为2%的NaCl溶液中浸渍2小时，固体与液体比例为：1比50到1比27或1比60到1比30；环境温度为10摄氏度以上，25摄氏度以下；浸渍时间结束后进行烘干处理，取出表面改性沸石备用；步骤2：称取2.5g的二氧化钛P25粉末和步骤1中处理完毕的浸渍沸石5g同时加入到180mL浓度为10molL-1NaOH溶液中，上述材料放人烧杯中，再将多个或1个上述处理的材料烧杯，一并放入在震荡器中震荡处理30min，将震荡处理后的固液体混合溶液转移出烧杯，导入体积为200mL的聚四氟乙烯内衬反应釜中进行处理；步骤3：将所述步骤2已导入了震荡处理后的沸石-P25分散的白色乳液的悬浊物导入反应釜继续维持反应后的温度情况下放入鼓风干燥箱，将鼓风干燥箱的温度设定为150℃，并保持进行干燥48小时后将反应釜在室温下冷却到接近或等于室温后，从鼓风干燥箱中取出反应釜；步骤4：将取出的步骤3成品溶液用0.1molL-1的HCl的溶液反复冲洗，溶液和AgNO3溶液在直至步骤3成品溶液冲洗过程中出现结晶反应物，多次冲洗后再未产生新的结晶反应物后加入对提出出的结晶反应入加入AgNO3溶液，在烧瓶中进行震荡，进行检查在AgNO3溶液加入后没有白色沉淀物出现为完成步骤4，否则继续利用AgNO3溶液进行多次冲洗，最后将剩下的悬浊沉淀物溶液用蒸馏水进行淡化冲洗，将其酸碱度达到pH=7~5.5为止；步骤5：将步骤4最后的悬浊沉淀物溶液将其放入真空干燥箱，抽真空后，温度设定为1000C保持24小时进行脱干，直到悬浊溶液转化为粉末状物，粉末状物为沸石-钛酸盐纳米管粉体；步骤6：将粉末状物放入马弗炉中煅烧，马弗炉温度的设定上升的温度速率设定在5°Cmin-1直至温度温度升高到600ºC，并在该温度下维持处理2小时，完成马弗炉处理后，最后将马弗炉煅烧后的得到的粉末，此处粉末为沸石-金红石TiO2纳米管复合材料粉末）冷却到室温，得到未检成品；步骤7未检成品筛选若干克，浸泡入以盛放有离子水或纯净水中容器中，将容器放入已设定为27℃的恒温振荡箱中，启动恒温振荡箱以160r/min的条件下振荡吸附2小时后，取出容器静置后提取上清液进行考核指标的测定，其中氨氮、总氮、总磷分别采用纳氏试剂分光光度法、过硫酸钾氧化紫外分光光度法、钼酸铵分光光度法测定，氨氮去除率为94.2%以上为合格品；步骤8合格品包装。2.根据权利要求1所述的一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法及其制备方法，其特征是：所述步骤1沸石的浸渍时间结束后，需用纯净水或离子水进行多次冲洗，待浸泡沸石酸碱性值降至7~5.5后，干燥，备用至步骤2。3.根据权利要求1所述的一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法及其制备方法，其特征是：所述步骤1的沸石整体浸泡工艺在恒温震荡器中进行。4.根据权利要求1所述的一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法及其制备方法，其特征是：所述所述斜发沸石颗粒为浙江缙云壶镇盆地斜发沸石颗粒，采选范围为：矿石NH4＋交换容量为140mmol/100g～240mmol/100g，K＋交换容量为22×10-3～14×10-3，氮气吸附能力为12ml/g～27ml/g。5.根据权利要求1所述的一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法及其制备方法，其特征是：所述斜发沸石颗粒粒径为1.7~3.2mm。6.根据权利要求1所述的一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法及其制备方法，其特征是：所述浙江缙云壶镇盆地斜发沸石选取的比表面积为530~830㎡/g。7.根据权利要求1所述的一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法及其制备方法，其特征是：所述震荡器为空气浴震荡器，内设置XSB-70(B)200标准振动筛。8.根据权利要求1所述的一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法及其制备方法，其特征是：所述步骤2中的烧杯为锥形瓶烧杯，震荡器为空气震荡器，空气震荡器以200r/min的速度震荡，震荡摇晃处理30min。9.根据权利要求4一种制备负载纯金红石相TiO2纳米管的斜发沸石的方法及其制备方法，其特征是：步骤1：称取若干质量的浙江缙云壶镇盆地斜发沸石颗粒，采选范围为：矿石NH4＋交换容量为140mmol/100g～240mmol/100g，K＋交换容量为22×10-3～14×10-3，氮气吸附能力为12mL/g～27mL/g，所述斜发沸石颗粒粒径为1.7~3.2mm；所述浙江缙云壶镇盆地斜发沸石选取的比表面积为530~830㎡/g；将斜发沸石颗粒整体浸泡入质量浓度为2%的NaCl溶液中浸渍2小时，固体与液体比例为：1比50到1比27或1比60到1比30；环境温度为10摄氏度以上，25摄氏度以下；浸渍时间结束后，取出浸渍沸石备用，步骤1沸石的浸渍时间结束后，需用纯净水或离子水进行多次冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智武，裘建平，刘建锋，郑朝灿，李丽琴，
申请(专利权)人：金华职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33