一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO制造技术

本发明专利技术公开了一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO

Preparation of TiO by a biological template for fixing arsenic in plants

【技术实现步骤摘要】
一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO2方法
本专利技术涉及土壤中砷的去除
，具体涉及一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO2方法。
技术介绍
砷是地壳中的一种十分常见的元素，也是一种对生物有害的类金属。其对于环境的污染是一种自然的过程，比如岩石风化以及火山喷发，同时，人类活动也会加剧地下水和土壤中的砷污染。例如，由于含砷农药、除草剂等的广泛使用，世界各地的许多地点都报告了砷对土壤的严重污染。土壤和地下水中扩散的砷可以通过饮用水和受污染的蔬菜及农产品进入食物链，因此土壤和水中的砷污染是一个全球性的问题。全世界有数百万人直接或间接接触砷，对人体健康有各种急性和慢性影响。为减少砷的污染对环境和人体健康的负面影响，人们进行了广泛的努力。植物修复已经被证明是一种很有前途的环境净化新技术。植物修复是一种通过种植特别选定的植物来去除污染物或污染物的技术。与物理和化学技术相比，植物修复修复技术对于环境十分友好，原因是它利用了植物天然的吸附能力，从土壤或水中吸收和降解有毒化学物质和污染物。这种技术也往往比传统的战略更具成本效益，因为在植物修复重金属污染的情况下(例如Cd和Pb)，天然和转基因植物重金属超积累植物修复过程是必需的。植物修复过程包括需要受污染的土地上种植选定的植物一段时间，以清除该土地的污染物，之后再收集这些植物集中处理。实现植物修复产物的减量化、无害化处置及能源化、资源化利用是重金属污染土壤用超富集植物修复技术修复的产业化、规模化应用中所面临的重要问题。植物修复产物后处理方法主要有堆肥法、焚烧法、高温分解法、压缩填埋法、灰化法、液相萃取法等。这些处理方法存在二次污染环境、重金属元素分离率低、工艺流程长、设备投资大、资源化及能源化利用率不高的缺点。故如何提供一种具有更绿色地去除蜈蚣草中砷的方法是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO2方法，通过控制制备工艺使制得的TiO2具有优良的固砷率。为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO2方法，制备过程：(1)配制戊二醛溶液，将新鲜的蜈蚣草浸泡于戊二醛溶液中；(2)配将蜈蚣草置于不同浓度梯度的乙醇中脱水，脱水后于通风处自然晾干，回收梯度脱水后的乙醇；(3)配将钛酸四丁酯、乙酰丙酮、乙醇加入烧杯中，配制TiO2的前驱液，将晾干的蜈蚣草浸入前驱液中静置；(4)将前驱液浸渍后的蜈蚣草在通风处自然水解一周；(5)将水解完毕的蜈蚣草放入马弗炉中，煅烧后研磨，所得产物即为蜈蚣草生物模板TiO2。进一步的：制备过程：(1)配制浓度为3％-5％戊二醛溶液，将新鲜的蜈蚣草浸泡于戊二醛溶液中；(2)配将蜈蚣草置于不同浓度梯度的乙醇中脱水，脱水后于通风处自然晾干，回收梯度脱水后的乙醇；(3)配将钛酸四丁酯、乙酰丙酮、乙醇加入烧杯中，配制TiO2的前驱液，将晾干的蜈蚣草浸入前驱液中静置；(4)将前驱液浸渍后的蜈蚣草在通风处自然水解一周；(5)将水解完毕的蜈蚣草放入马弗炉中，煅烧后研磨，煅烧温度为440℃-480℃，煅烧时间为1-5h所得产物即为蜈蚣草生物模板TiO2。进一步的：所述步骤(1)中戊二醛溶液中的浸泡时间为24h。进一步的：所述步骤(2)中乙醇配制的不同浓度浓度分别为30％，60％，90％，100％。进一步的：所述步骤(2)中梯度脱水每个浓度脱水的时间为24h。进一步的：所述步骤(3)中钛酸四丁酯、乙酰丙酮、乙醇的体积比例为2∶18∶0.1。进一步的：所述步骤(3)中浸渍蜈蚣草的步骤应在干燥的环境下进行，且静置时间为3d。进一步的：两个消解管中分别有HNO3、H2O2，且HNO3∶H2O2体积比例为5∶1，再分别称取蜈蚣草和蜈蚣草生物模板TiO2放入消解管中，在120℃下消解2h，回收消解液；(2)配制pH＝5、pH＝9的醋酸缓冲溶液，将蜈蚣草生物模板TiO2分别置于的pH＝5、pH＝9溶液及蒸馏水，蜈蚣草生物模板TiO2与溶液的质量比1∶10，并震荡7d；(3)蜈蚣草生物模板TiO2与溶液震荡后稀释离心，回收稀释溶液；(4)将回收的前驱液、乙醇旋蒸后加入蒸馏水搅拌加热溶解；(5)记录消解液、回收的戊二醛溶液、旋蒸后溶于水后的前驱液、乙醇及不同pH的浸出液测ICP含砷量，分别记为C戊二醛、C前驱液、C乙醇、C浸出液、并记录V戊二醛、V前驱液、V乙醇、V浸出液、V蜈蚣草。进一步的：所述进一步的：所述C蜈蚣草生物模板TiO2为且蜈蚣草生物模板TiO2消解之后浸出的砷浓度，CpH＝5为pH＝5的醋酸缓冲液浸出7d后的砷浓度，CpH＝9为pH＝9的醋酸缓冲液浸出7d后的砷浓度，C纯水为纯水浸出7d后的砷浓度；H2O2的质量浓度为30％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术中室温、常压下，通过钛酸四丁酯为钛源且蜈蚣草为模板，钛酸四丁酯制备了膜状结构的TiO2，该模板TiO2对其模板蜈蚣草里的砷固定效果好，砷固定率能达到83％，固砷性能较其他的各固砷剂有了极大的提高，能有效防止二次污染，本材料的制备方法简便，具有极高的应用价值。附图说明图1附图为本专利技术制得的TiO2气凝胶的XRD表征图；图2附图为本专利技术制得的TiO2气凝胶的扫描电镜图；图3附图为本专利技术制得的TiO2气凝胶的氮气吸附-脱附等温线图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO2方法，制备过程：(1)配制戊二醛溶液，将新鲜的蜈蚣草浸泡于戊二醛溶液中；(2)配将蜈蚣草置于不同浓度梯度的乙醇中脱水，脱水后于通风处自然晾干，回收梯度脱水后的乙醇；(3)配将钛酸四丁酯、乙酰丙酮、乙醇加入烧杯中，配制TiO2的前驱液，将晾干的蜈蚣草浸入前驱液中静置；(4)将前驱液浸渍后的蜈蚣草在通风处自然水解一周；(5)将水解完毕的蜈蚣草放入马弗炉中，煅烧后研磨，所得产物即为蜈蚣草生物模板TiO2；蜈蚣草生物模板TiO2蜈蚣草中的砷具有较高的固定率。实施例2：在实施例1的基础上，制备过程：(1)配制浓度为3％戊二醛溶液，将新鲜的蜈蚣草浸泡于戊二醛溶液中；(2)配将蜈蚣草置于不同浓度梯度的乙醇中脱水，脱水后于通风处自然晾干，回收梯度脱水后的乙醇；(3)配将钛酸四丁酯、乙酰丙酮、乙醇加入烧杯中，配制TiO2的前驱液，将晾干的蜈蚣草浸入前驱液中静置；(4)将前驱液浸渍后的蜈蚣草在通风处自然水解一周；...

【技术保护点】
1.一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO

【技术特征摘要】
1.一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO2方法，其特征在于：制备过程：
(1)配制戊二醛溶液，将新鲜的蜈蚣草浸泡于戊二醛溶液中；
(2)配将蜈蚣草置于不同浓度梯度的乙醇中脱水，脱水后于通风处自然晾干，回收梯度脱水后的乙醇；
(3)配将钛酸四丁酯、乙酰丙酮、乙醇加入烧杯中，配制TiO2的前驱液，将晾干的蜈蚣草浸入前驱液中静置；
(4)将前驱液浸渍后的蜈蚣草在通风处自然水解一周；
(5)将水解完毕的蜈蚣草放入马弗炉中，煅烧后研磨，所得产物即为蜈蚣草生物模板TiO2。


2.根据权利要求1所述的一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO2方法，其特征在于：制备过程：(1)配制浓度为3％-5％戊二醛溶液，将新鲜的蜈蚣草浸泡于戊二醛溶液中；
(2)配将蜈蚣草置于不同浓度梯度的乙醇中脱水，脱水后于通风处自然晾干，回收梯度脱水后的乙醇；
(3)配将钛酸四丁酯、乙酰丙酮、乙醇加入烧杯中，配制TiO2的前驱液，将晾干的蜈蚣草浸入前驱液中静置；
(4)将前驱液浸渍后的蜈蚣草在通风处自然水解一周；
(5)将水解完毕的蜈蚣草放入马弗炉中，煅烧后研磨，煅烧温度为440℃-480℃，煅烧时间为1-5h所得产物即为蜈蚣草生物模板TiO2。


3.根据权利要求1所述的一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO2方法，其特征在于：所述步骤(1)中戊二醛溶液中的浸泡时间为24h。


4.根据权利要求1所述的一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO2方法，其特征在于：所述步骤(2)中乙醇配制的不同浓度浓度分别为30％，60％，90％，100％。


5.根据权利要求1所述的一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO2方法，其特征在于：所述步骤(2)中梯度脱水每个浓度脱水的时间为24h。


6.根据权利要求1所述的一种用于固定植物中砷的生物模板制备TiO...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家强，姜亮，和佼，张琳，龙翔，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南;53