一种以植物为模板制备的砷离子印迹二氧化钛光催化材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种以植物为模板制备的砷离子印迹

【技术实现步骤摘要】
一种以植物为模板制备的砷离子印迹二氧化钛光催化材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纳米复合材料制备
，具体涉及一种以植物为模板制备的砷离子印迹
TiO2光催化材料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]随着工业的发展，水体污染日益严重，尤其铅
、
汞
、
镉
、
砷
、
铬等重金属离子对水污染越来越严重
。
砷是重要的致癌物之一，是普遍存在于自然界中的一种准金属元素
。
根据化合价不同，砷可分为正五价砷
As(V)
和正三价砷
As(III)。
由于砷的剧毒性和迁移特性，三价砷化合物如
NaAsO2或
KAsO2等大都易溶于水，且呈阴离子存在形式；易在水和土壤中沉积，对环境和人体的危害更大
。
目前，用于从污染水中去除砷的技术主要有吸附
、
离子交换
、
膜过滤
、
化学沉淀和电化学等方法
。
其中吸附法因其高去除效率，操作简单，受到青睐
。
但是现有的一般吸附剂的特异选择性吸附效果较差，因此离子印迹聚合物成为了检测与去除含重金属离子水体的首选吸附剂
。
[0003]离子印迹聚合物是具有代表性的先进吸附分离材料
。
离子印迹聚合物是以金属离子为模板，通过静电
、
配位等作用与带有螯合配体单元的功能单体相互作用，并通过聚合过程被“记忆”下来，具有高吸附和特异性分离的聚合物
。
目前应用于离子印迹的模板离子主要以阳离子为主尤以重金属离子的印迹研究较为成熟，而阴离子印迹聚合物的发展相对滞后
。
[0004]目前应用于离子印迹的模板离子主要以阳离子为主尤以重金属离子的印迹研究较为成熟，阴离子作为印迹模板尚处于起步阶段，有关用于阴离子富集的印迹聚合物的报道较少，因此，研究开发去除水体重金属三价砷阴离子的技术具有重要的现实意义
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种以植物为模板制备的砷离子印迹
TiO2光催化材料及其制备方法和应用，本专利技术提供的三价砷阴离子印迹
TiO2光催化材料能够特异性去除水体中三价砷阴离子，且除砷效果优异
。
[0006]为了实现以上目的，本专利技术提供了一种三价砷阴离子印迹
TiO2光催化材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将钛酸四丁酯的醇溶液
、
交联剂和引发剂第一混合，得到
TiO2前驱液；
[0008]将
TiO2前驱液与砷印迹模板离子第二混合，得到负载砷印迹模板离子的
TiO2前驱液；
[0009]将活化后的植物模板和所述负载砷印迹模板离子的
TiO2前驱液依次进行第三混合和浸渍负载后，进行溶剂热反应，得到生物模板
TiO2；所述砷印迹模板离子为亚砷酸盐；
[0010]将所述生物模板
TiO2去除生物模板和砷印迹模板离子，得到所述砷离子印迹光催化材料
。
[0011]优选地，所述活化后的植物模板的获取方法，包括以下步骤：
[0012]将植物模板依次用戊二醛溶液
、
盐酸溶液和梯度浓度的乙醇溶液浸泡后，干燥，得到活化的植物模板
。
[0013]优选地，所述植物模板为蜈蚣草模板
。
[0014]优选地，所述梯度浓度的乙醇溶液的浓度依次为
30wt.
％
、50wt.
％
、90wt.
％
、100wt.
％
。
[0015]优选地，所述交联剂和引发剂分比为戊二醛和过硫酸铵，或分别为二甲基丙烯酸乙二醇酯和偶氮二异丁腈
。
[0016]优选地，所述溶剂热反应的温度为
120
～
180℃
，时间为
12
～
24h。
[0017]优选地，所述去除生物模板的方式为煅烧，所述煅烧的温度为
300
～
600℃
，时间为6～
24h。
[0018]优选地，所述去除砷印迹模板离子的方式为洗脱去除，所述洗脱的试剂为碱溶液
。
[0019]本专利技术还提供了所述的制备方法制备得到的三价砷阴离子印迹光催化材料，所述三价砷阴离子印迹
TiO2光催化材料为纳米颗粒堆积的片状结构，暗反应条件下对三价砷阴离子吸附容量为
9.5mg/g。
[0020]本专利技术还提供了所述的三价砷阴离子印迹
TiO2光催化材料在去除水体中三价砷阴离子中的应用
。
[0021]本专利技术提供了一种三价砷阴离子印迹
TiO2光催化材料的制备方法，包括以下步骤：将钛酸四丁酯的醇溶液
、
交联剂和引发剂第一混合，得到
TiO2前驱液；将
TiO2前驱液与砷印迹模板离子第二混合，得到负载砷印迹模板离子的
TiO2前驱液；将活化后的植物模板和所述负载砷印迹模板离子的
TiO2前驱液依次进行第三混合和浸渍负载后，进行溶剂热反应，得到生物模板
TiO2；所述砷印迹模板离子为亚砷酸盐；将所述生物模板
TiO2去除生物模板和砷印迹模板离子，得到所述砷离子印迹光催化材料
。
本专利技术将生物模板技术和离子印迹技术进行了有机地结合，利用植物模板的特殊结构和对金属离子
(
亚砷酸盐
)
的富集作用制备具有三价砷阴离子印迹的光催化材料
。
即，利用生物模板，使之既作为制备
TiO2的模板，又作为制备离子印迹材料的载体，同时通过模板离子
、
交联剂对其结构进行调控，从而制备得到具有三价砷阴离子印迹的光催化材料
。
附图说明
[0022]图1为实施例1获得的蜈蚣草模板
TiO2/
离子印迹材料
(WGC/TiO2‑
IIP)
的
XRD
图谱；
[0023]图2为实施例1获得的蜈蚣草模板
TiO2/
离子印迹材料
(WGC/TiO2‑
IIP)
的扫描电镜图；
[0024]图3为实施例
1、
对比例1～2所得样品光催化除砷的活性图
。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种三价砷阴离子印迹
TiO2光催化材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026]将钛酸四丁酯的醇溶液
、
交联剂和引发剂第一混合，得到
TiO2前驱液；
[0027]将
TiO2前驱液与砷印迹模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种以植物为模板制备砷离子印迹
TiO2光催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将钛酸四丁酯的醇溶液
、
交联剂和引发剂第一混合，得到
TiO2前驱液；将
TiO2前驱液与砷印迹模板离子第二混合，得到负载砷印迹模板离子的
TiO2前驱液，所述砷印迹模板离子为亚砷酸盐；将活化后的植物模板和所述负载砷印迹模板离子的
TiO2前驱液依次进行第三混合和浸渍负载后，进行溶剂热反应，得到生物模板
TiO2；将所述生物模板
TiO2去除生物模板和砷印迹模板离子，得到所述砷离子印迹光催化材料
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活化后的植物模板的获取方法，包括以下步骤：将植物模板依次用戊二醛溶液
、
盐酸溶液和梯度浓度的乙醇溶液浸泡后，干燥，得到活化的植物模板
。3.
根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述植物模板为蜈蚣草模板
。4.
根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述梯度浓度的乙醇溶液的浓度依次为
30wt.
％
、50wt.
％
、90wt.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永娟，王家强，和佼，姜亮，陈道梅，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：