【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新材料，具体涉及一种双功能钛基材料及其制备方法和应用，该材料集吸附和光催化功能于一体；属于功能材料。
技术介绍
1、21世纪以来，随着工业的快速发展和城市化进程的推进，化石燃料的消耗和水环境污染受到了广泛关注。水环境中的有机染料严重危害着生态平衡和人类健康，因其致突变性、致癌性和致畸性而受到广泛关注，罗丹明b(rhb)是最典型的有机污染物，具有致癌性，难以降解为无毒无害的物质，因此，如何有效去除水中的染料污染物一直是人们普遍关注的热点问题。
2、目前，处理水中污染物的主要策略有生物降解、高级氧化、光催化降解和吸附等。其中，吸附和光催化的优点是相辅相成的，即光催化剂对有机污染物的优异吸附性能可以促进光催化降解过程，吸附后的光催化反应可以更大程度地降解有机污染物，由于吸附和光催化具有互补优势，它们的协同效应已成为最有前景的工业应用处理方法。因此，越来越多的研究倾向于吸附和光催化协同降解有机污染物。
3、专利(cn106076366 a)公开了一种短孔道有序介孔碳负载硫铟钴和硫铟镍三元复合光催化剂及其制备方法，该光催化剂对vocs具有较强的吸附性和可见光催化活性，具体地是先由表面活性剂、盐酸溶液、氟化铵和正硅酸乙酯的混合物经溶胶-凝胶-水热-煅烧依次反应后获得具有短孔道有序介孔氧化硅，然后将短孔道有序介孔氧化硅与碳源在氮气保护下煅烧获得具有吸附功能的短孔道有序介孔碳，最后将经预处理的短孔道介孔碳与钴盐、镍盐、铟盐和还原剂混合，经水热反应制得上述三元复合催化剂。专利(cn108855011 a)
4、其他相关的专利如cn107824210 a、cn102489283b、cn106111053b及cn106381682b等也公开了具有吸附/催化协同作用的复合材料制备方法，这些专利的制备策略大致可以总结为先分别制备具有吸附和催化功能的结构单元体，然后通过复合杂化技术将二者结合成兼具吸附和催化功能的复合材料。
5、可见，现有技术的不足之处在于制备过程繁琐耗时，大大增加了材料的制造成本。因此，如何简化制备过程并得到兼具吸附和光催化功能于一体的双功能材料，使其具有工业应用前景，是亟待研究的技术方向。
技术实现思路
1、为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种通过一步氧化法获得的集吸附和可见光催化功能为一体的双功能钛基材料，并公布其制备方法，为新材料的结构设计提供新的切实可行的思路，实现在黑暗和可见光照下同时高效降解有机污染物。
2、为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：
3、本专利技术首先公布了一种双功能钛基材料的制备方法，包括如下步骤：
4、s1、制备ti3c2-mxene纳米片：
5、在盐酸中加入氟化锂，搅拌分散；再向上述溶液中缓慢加入ti3alc2粉末，反应一段时间后，用去离子水清洗反应后的酸性溶液，直到ph接近中性；随后离心处理，得到ti3c2-mxene胶体溶液；
6、s2、制备双功能钛基材料：
7、将步骤s1中得到的ti3c2-mxene胶体溶液置于菌种瓶中，再向其中加入过氧化氢溶液，在紫外灯辐射条件下，于20～40℃下充分反应4～6h，然后冷冻干燥，得到双功能钛基材料。
8、优选地，前述步骤s1中，于35～55℃下反应12～24h。
9、优选地，前述步骤s2中，过氧化氢溶液的浓度为3％。
10、优选地，前述步骤s2中，所述紫外灯辐射级别为2～5级。
11、更优选地，前述的一种双功能钛基材料的制备方法，包括如下步骤：
12、s1、制备ti3c2-mxene纳米片：
13、在15～20ml浓度为9m的盐酸中加入1～2g氟化锂，搅拌分散；再向上述溶液中缓慢加入1～2gti3alc2粉末，于35～55℃下反应12～24h，用去离子水清洗反应后的酸性溶液，直到ph接近中性；随后500～5000rpm离心1～2h后，得到ti3c2-mxene胶体溶液；
14、s2、制备双功能钛基材料：
15、将步骤s1中得到ti3c2-mxene胶体溶液置于菌种瓶中，再向其中加入5～20ml浓度为3％的过氧化氢溶液，在4级紫外灯辐射条件下，使其在20～40℃下充分反应4～6h，然后冷冻干燥，得到双功能钛基材料。
16、本专利技术还公布了一种双功能钛基材料，由前述的制备方法制得。
17、更优选地，前述的双功能钛基材料在薄片层的ti3c2-mxene表面通过一步氧化法制得，该材料具有微观的三维孔状结构，20分钟内对rhb的降解率达到80％以上，两小时内对rhb的降解率达到90％以上。
18、再优选地，前述催化剂由无定型过氧化钛和锐钛矿型二氧化钛组成的新型异质节结构。
19、本专利技术还公布了前述的一种双功能钛基材料在处理污水中有机污染物的应用，具体是在降解罗丹明中的应用。
20、本专利技术的有益之处在于：
21、(1)本专利技术中首先制得了表面含有大量氧基团的钛碳化合物(ti3c2-mxene)纳米片，避免了多片层堆积导致的可能氧化不充分的问题，然后以过氧化氢作为氧化剂，通过紫外光激发在ti3c2-mxene表面大量富集自由电子，大大促进了过氧化氢的氧化能力，将ti3c2-mxene表面裸露的ti2+(ti-o)氧化化成过ti6+(过氧化钛)，同时将断裂的ti3c2晶体内部结构中的ti-c共价键形成新的ti-o表面，获得一种由无定型过氧化钛和锐钛矿型二氧化钛组成的新型异质节结构。
22、(2)本专利技术通过紫外光辐射下的一步氧化法制得了同时具有吸附和光催化性能的新型双功能钛基材料，该材料具有微观的三维孔状结构，能够发挥优势互补，通过吸附和光催化的协同作用赋予产品非常卓越的水处理效果，该材料对有机污染物的优异的吸附性能可以促进光催化降解过程，而吸附后的光催化反应可以更大程度地降解有机污染物，因而该材料成为极具工业应用前景的污染物处理方法。经验证，该材料20分钟内对rhb的降解率达到80％以上，两小时内达到本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双功能钛基材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种双功能钛基材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，于35～55℃下反应12～24h。
3.根据权利要求1所述的一种双功能钛基材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，过氧化氢溶液的质量百分浓度为3％。
4.根据权利要求1所述的一种双功能钛基材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，紫外灯辐射级别为2～5级。
5.根据权利要求1所述的一种双功能钛基材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.一种双功能钛基材料，其特征在于，由权利要求1～5任一项所述的制备方法制得。
7.根据权利要求6所述的一种双功能钛基材料，其特征在于，该材料在薄片层的Ti3C2-MXene表面通过一步氧化法制得，具有微观的三维孔状结构，20分钟内对RhB的降解率达到80％以上，两小时内对RhB的降解率达到90％以上。
8.根据权利要求6所述的一种双功能钛基材料，其特征在于，所述材料是由无定型过氧化钛和锐钛矿型二氧化钛组成的新型异质
9.权利要求6所述的一种双功能钛基材料在处理污水中有机污染物的应用。
10.权利要求6所述的一种双功能钛基材料在降解罗丹明中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种双功能钛基材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种双功能钛基材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，于35～55℃下反应12～24h。
3.根据权利要求1所述的一种双功能钛基材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，过氧化氢溶液的质量百分浓度为3％。
4.根据权利要求1所述的一种双功能钛基材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，紫外灯辐射级别为2～5级。
5.根据权利要求1所述的一种双功能钛基材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.一种双功能钛基材料，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡栋宇，项尚林，蒋新宇，
申请(专利权)人：山东力合新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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