一种改性二氧化钛在降解呕吐毒素中的应用制造技术

本发明专利技术涉及光催化降解真菌毒素技术领域,尤其涉及一种改性二氧化钛在降解呕吐毒素中的应用。本发明专利技术通过碱刻蚀的方法得到一种改性的二氧化钛催化剂，其光催化效率可显著提高。同时，本发明专利技术制备的改性催化剂可应用于呕吐毒素的降解，也为后续利用二氧化钛高效和安全降解霉菌毒素提供了新思路。解霉菌毒素提供了新思路。

【技术实现步骤摘要】
一种改性二氧化钛在降解呕吐毒素中的应用


[0001]本专利技术属于光催化降解真菌毒素领域，具体涉及一种改性二氧化钛在降解呕吐毒素中的应用。

技术介绍

[0002]霉菌毒素是病原真菌产生的次生代谢产物，在自然界中广泛传播。脱氧雪腐镰刀菌烯醇是禾谷镰刀菌的代谢产物，也是谷物中最常见的霉菌毒素。受污染的霉菌毒素难以从食品中去除，对人类和动物的健康构成严重威胁。呕吐毒素可能导致具有不同影响的慢性疾病，例如肾毒性，遗传毒性，肝毒性，免疫毒性，神经毒性或与胃肠道不良反应相关的急性疾病。据报道，包括物理、化学和生物处理的方法常用于呕吐毒素的解毒。最常见的物理降解毒素方法是使用吸附剂，但吸附效果差和可回收成本高的缺点也同样明显。化学降解毒素方法主要使用臭氧和二氧化氯等化学物质降解呕吐毒素，但化学试剂残留问题尚未得到有效解决，可能造成二次污染。虽然生物方法具有良好的解毒效果，但缺点是治疗时间相对较长，限制了其进一步应用。因此，制定安全有效的呕吐毒素降解策略是食品和其他相关工业和农业的趋势。
[0003]光催化降解技术在污染物处理领域越来越重要，可用于霉菌毒素脱毒。二氧化钛是广泛使用的光催化剂，其具有价格便宜、无毒和化学稳定性相对较高等优点。二氧化钛可通过光催化氧化和还原反应来降解有关霉菌毒素。然而，光催化剂中光生电子
‑
空穴对的快速复合，导致其催化效率大大降低。大量研究表明，氧空位可以改变光催化剂的晶格结构。同时，由此产生的晶格缺陷可以作为浅电子陷阱抑制光生电子空穴对复合，从而大大提高催化剂的降解效率。/>[0004]因此，本专利技术通过碱刻蚀的方法得到一种改性的氧缺陷二氧化钛催化剂，其光催化效率可显著提高。同时，本专利技术制备的氧缺陷二氧化钛催化剂可应用于呕吐毒素的降解，也为后续利用二氧化钛高效和安全降解霉菌毒素提供了新思路。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种改性二氧化钛在降解呕吐毒素中的应用，能够实现对谷物中霉菌毒素的高效及安全降解。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]1.将二氧化钛催化剂与氢氧化钠混合，采用碱刻蚀的方法，得到改性二氧化钛。
[0008]2.优选的，所述碱刻蚀的搅拌时间为10～60min。
[0009]3.优选的，所述二氧化钛催化剂质量与氢氧化钠的体积比4mg：1mL。
[0010]4.优选的，所述氢氧化钠的的浓度为0.1～0.5mol/L。
[0011]5.优选的，所述碱刻蚀后的样品干燥温度为60～70℃，时间为12～15h。
[0012]6.优选的，所述降解呕吐毒素的应用具体步骤如下：将改性后的二氧化钛催化剂加入到含有呕吐毒素的溶液中，光照降解。
[0013]7.优选的，所述改性二氧化钛的添加量为10～20mg。
[0014]8.优选的，所述呕吐毒素浓度为4～10μg/mL。
[0015]9.优选的，所述光源为氙灯(λ>320nm)，功率为300W。
[0016]10.优选的，光照时间为30～60min。
[0017]本专利技术的优点：
[0018]本专利技术提供了一种改性二氧化钛在降解呕吐毒素中的应用，能够实现对谷物中霉菌毒素的高效及安全降解。本专利技术将二氧化钛催化剂与氢氧化钠混合，采用碱刻蚀的方法，得到改性二氧化钛，第一次形成了富氧空位的二氧化钛，相比于单一的二氧化钛催化剂，显著提高了其催化效率。
附图说明
[0019]图1是不同处理时间二氧化钛的XRD图谱(a)及24
‑
27
°
局部放大图(b)；
[0020]图2是不同二氧化钛样品的光电流响应图；
[0021]图3是不同二氧化钛样品对呕吐毒素的光催化降解率图。
具体实施方式
[0022]实施例1
[0023]1)催化剂的合成
[0024]氧缺陷二氧化钛的制备采用碱刻蚀的方法，具体操作如下：将0.2g商业化二氧化钛(P25)加入到含有50mL浓度为0.1M氢氧化钠溶液的烧杯中，在25℃下分别磁力搅拌10min，然后收集刻蚀后的样品，用超纯水洗涤数次，在60℃的真空干燥箱中干燥12h，收集干燥的产品。
[0025]2)改性二氧化钛光催化降解呕吐毒素
[0026]称取10mg改性二氧化钛于100mL烧杯中，加入49mL蒸馏水，超声10min使催化剂在蒸馏水中分散均匀，然后加入1mL 200μg/mL的呕吐毒素标准水溶液；将上述混合溶液在黑暗条件下磁力搅拌30min使改性二氧化钛对呕吐毒素达到吸附
‑
解吸平衡；暗处理完毕后使用300W氙灯(λ>320nm)照射溶液，实验过程中持续进行磁力搅拌，在暗反应0min(即光照
‑
30min)、光照0min、30min、60min时各取一次样，取样量1mL，然后离心收集上清液，通过0.22μm水系滤膜过滤后置于4℃冰箱备用，使用岛津LC
‑
20AT高效液相色谱对经过光催化降解处理后溶液中的呕吐毒素含量进行定量检测。结果表明，经过光照60min后,对呕吐毒素的降解率达到86.57％。
[0027]图1
‑
a为经过碱处理不同时间后催化剂的XRD图谱。从图中可以看出，经过氢氧化钠溶液处理后，T1、T2、T3、T4的所有衍射峰均与单纯的二氧化钛相吻合，没有额外的特征峰出现，说明碱处理并没有使二氧化钛晶型结构发生改变，而对应于(101)晶面的主衍射峰(25.81
°
)强度有所降低，说明经过碱刻蚀后结晶度降低。而图1
‑
b是24
‑
27
°
范围的放大视图，样品2θ角的特征峰向高角度发生轻微偏移，这可能是新形成的氧缺陷引起的残余应力造成。
[0028]图2是二氧化钛、T1、T2、T3和T4五种样品的瞬态光电流密度图。从图中可以看出，使用氢氧化钠刻蚀时间过长则可能会破坏二氧化钛的内部结构，最佳处理时间为20min，短
时间刻蚀二氧化钛可以有效提高光生电子
‑
空穴对的分离和转移效率，有效提高光催化性能。
[0029]实施例2
[0030]本实施例与实施例1的不同之处在于：催化剂制备中磁力搅拌时间为20min。经过光照60min后,对呕吐毒素的降解率接近100％。
[0031]实施例3
[0032]本实施例与实施例1的不同之处在于：催化剂制备中磁力搅拌时间为30min。经过光照60min后,对呕吐毒素的降解率达到95.66％。
[0033]实施例4
[0034]本实施例与实施例1的不同之处在于：催化剂制备中磁力搅拌时间为60min。经过光照60min后,对呕吐毒素的降解率仅为46.89％。
[0035]空白例1
[0036]本实施例与实施例2的不同之处在于：降解实验中不添加二氧化钛催化剂。经过光照60min后，呕吐毒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性二氧化钛在降解呕吐毒素中的应用，其特征在于具体步骤如下：将二氧化钛催化剂与氢氧化钠混合，采用碱刻蚀的方法，得到改性二氧化钛。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述碱刻蚀的搅拌时间较短，为10～60min。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述二氧化钛催化剂质量与氢氧化钠的体积比4mg：1mL。4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述氢氧化钠的浓度较低，为0.1～0.5mol/L。5.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述碱刻蚀后的样品干燥时间较短，为12～15h。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：敬国兴，杨权，熊绍锋，吴孟萍，刘文杰，于建娜，李文山，刘文，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：