本发明专利技术提供了一种溶胶-凝胶法制备介孔印迹TiO2的方法及用途。首先将0.5-2g模板剂溶于20-30ml无水乙醇中，搅拌使其完全溶解，再加入0.2-3ml钛源物质和0.1-2g目标污染物分子，继续搅拌2-5h。将溶液转移至培养皿中溶胶陈化。将所得的黄色凝胶放入烘箱中40℃-80℃干燥，最后将干燥的白色固体放入马弗炉中400℃-450℃焙烧3-5h。所得到的白色粉末即为介孔印迹TiO2。本发明专利技术所制备的介孔印迹TiO2比表面积达148m2/g，是P25的3倍。将本发明专利技术所制备的材料用于降解水中有机污染物，该材料相对于非印迹TiO2和P25有更高的光催化活性，同时对目标污染物有选择性降解能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体光催化剂领域，具体涉及一种含有有机污染物分子印迹的介孔二氧化钛(TiO2)制法和用途。
技术介绍
随着环境污染的日益严重，环境污染物已引起了全球的关注。环境污染物的处理方法有很多，有生物法(活性污泥法等)、物理法(吸附等)、化学法(催化氧化法、电化学氧化法等)等。但是随着环境污染物种类的增多，有些有机污染物采用传统的方法难以除尽，尤其是那些低浓度高毒性的有机物质。因而探索治理这类污染物的新材料和方法已经成为环境科学家研究的热点问题。近三十年来，随着纳米技术的飞速发展，光催化技术得到了更广泛的应用。常用的 光催化剂一般为金属氧化物或硫化物半导体，如TiO2, W03，ZnO, ZnS, CdS等，其中二氧化钛光催化剂具有热稳定性好、氧化能力强和高催化活性、安全、低毒、低成本等优点，是半导体光催化领域最有开发前途的绿色环保催化剂之一。但是TiO2光催化剂在实际应用中却受到了限制。TiO2半导体的带隙较宽(3. 2eV)，只能吸收波长为387nm以下的紫外光，而其占太阳光比例低(仅占3% -5% )，因此太阳能的利用效率仅在1%左右，难以处理量大且浓度大的工业废水，光激发产生的电子与空穴容易复合，导致光量子效率很低。而且普通方法制备的纳米TiO2光催化剂，由于没有孔结构，光催化活性较弱。针对这些不足，研究者做了大量的工作来改善普通TiO2光催化剂的光催化活性。中国专利(申请号201110001601. O)以三嵌段共聚物聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇(P123)为模板剂，钛酸四丁酯为钛源，以含硼、氮或三价钛的化合物作为含掺杂元素的前躯体合成了一种掺杂介孔二氧化钛光催化剂，该催化剂在可见光下有较高的光催化活性，能够快速降解染料废水中的有机污染物。中国专利(申请号200610018843. X)合成了一种碳掺杂介孔二氧化钛可见光光催化剂，该催化剂比表面积达126m2/g，在可见光下具有高的光催化活性，合成路线简单，实用性强。这些技术虽然可以提高TiO2光催化剂的光催化活性，但是对污染物没有选择性，高浓度(往往毒性低)的污染物会迅速在其表面达到饱和吸附而被优先降解，而与之共存的低浓度高毒性的有机污染物(如环境内分泌干扰物)的光催化降解受到抑制而得不到有效治理。因此，如何实现对低浓度高毒性有机污染物的优先降解，是急需解决的一道难题。
技术实现思路
针对已有技术中存在的缺点，本专利技术提供了一种具有选择性降解能力的介孔印迹TiO2光催化剂的制备方法。本专利技术的目的是将介孔TiO2的高比表面积和高光催化活性与分子印迹的高选择性相结合，用分子印迹修饰介孔TiO2，得到高催化活性和高选择性的光催化剂。该方法制备的介孔印迹TiO2纳米颗粒以锐钛矿晶形存在，图I是本专利技术合成出的介孔印迹TiO2的XRD图。本专利技术合成出的介孔印迹TiO2由小颗粒堆积成了介孔结构，孔径范围在10-16nm;图2是本专利技术合成出的介孔印迹TiO2的等温吸附线。本专利技术合成出的介孔印迹TiO2比表面积大，是商业P25的2-3倍。本专利技术合成的介孔印迹TiO2能高效选择性降解有机污染物。本专利技术提供的技术方案如下I、第一步，将O. 5-2g模板剂溶于20_30ml无水乙醇中，搅拌使其完全溶解。2、第二步，将O. 2-3ml钛源物质加入到第一步所得的溶液中，搅拌lOmin。3、第三步，向第二步所得的溶液中加入O. l-2g目标污染物分子，继续搅拌l_5h。4、第四步，将第三步所得的溶液转移至培养皿中，在室温下自然蒸发24小时。5、第五步，将所得到的黄色凝胶放入烘箱中40°C -80°C干燥，得到白色固体。 6、第六步，将干燥的白色固体放入马弗炉中400°C _450°C焙烧2_5h，升温速率为2-50C /min，所得到的白色粉末即为介孔印迹Ti02。所述模板剂可选择P123，F127、P94、L92、F108、L64、L35、F38、L42、L43、L44、L62、L63、L64、P65、F68、L72、P75、F77、P84、P85、F87、F88、F98、P103、P104、P105、F108 或 L122。所述钛源物质是四氯化钛、钛酸丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四乙酯或钛酸四(十七)酯。所述的目标污染物是双酚A (BPA)、雌酮(El)、17 β-雌二醇(Ε2)、雌三醇(Ε3)、孕酮(PROG) ,17-α-乙炔基雌二醇(ΕΕ2)、4_η_壬基酚(NP)、4_t_辛基酚(OP)、己烯雌酚(DES)或四溴双酚A(TBBPA)。将本专利技术制备的介孔印迹1102加入到含有目标污染物的水中，在汞灯照射条件下，可以实现对目标污染物的高效选择性光催化降解。将实施例所得的对BPA有特异选择性的介孔印迹TiO2在300-500W的汞灯下降解BPA和苯酚的混合溶液(混合溶液中BPA的浓度为20mg/L，苯酚的浓度为20mg/L ；pH为9. 5 ；Ti02光催化剂用量为O. 2g/L)，降解过程中两者相对浓度的变化如图3，从图可看出，本专利技术介孔印迹TiO2对BPA的降解速率比非印迹TiO2CTiO2制备过程与本专利技术相同，但不采用分子印迹修饰)和P25的明显提高，而本专利技术介孔印迹TiO2对苯酚的降解速率比P25有明显降低，实现了对BPA的高效选择性降解。本专利技术的优点在于I、本专利技术用的溶胶-凝胶法方法简便，工艺简单。2、本专利技术所提供的介孔印迹TiO2有较大的比表面积(120-148m2/g)，约是商业P25 (50m2/g)的3倍，光催化活性高。3、在与目标污染物结构相似的污染物共存条件下，本专利技术所提供的介孔印迹TiO2光催化剂可以优先选择性降解目标污染物，对于治理水中低浓度高毒性的有机污染物具有很好的效果，在水的深度净化处理方面有很好的应用前景。4、本专利技术所提供的高比表面积的介孔印迹TiO2制备及应用方法可以推广应用于其它有机污染物的选择性光催化降解，在污水治理方面有着广泛的应用前景。附图说明图I是本专利技术所提供的介孔印迹TiO2的XRD图；图2是本专利技术合成出的介孔印迹TiO2的等温吸附线图；图3是本专利技术所提供的介孔印迹TiO2对BPA的选择性降解图。具体实施例方式实施实例II、将O. 8g P123溶于25ml无水乙醇中，搅拌使其完全溶解。2、向I溶液中加入I. 25ml四氯化钛,搅拌lOmin。3、向2溶液中加入O. 25g的印迹分子BPA，继续搅拌2. 5h。4、将所得的混合溶液转移至培养皿中，在室温下自然蒸发24小时。5、将所得到的黄色凝胶放入烘箱中40°C干燥，得到白色固体。6、将干燥的白色固体放入马弗炉中450°C焙烧3h，升温速率为5°C /min,即可得到介孔印迹Ti02。 将4mg TiO2加入到同时含有目标污染物BPA和非目标污染物苯酚且浓度均为20mg/L的混合溶液中。暗处放置30分钟后在500w汞灯照射下进行光催化降解。BPA在光照45min时彻底降解完全；苯酚在光照2h时降解率为51. 6%。实施例2I、将O. 8g P123和O. 5g F127溶于25ml无水乙醇中，搅拌使其完全溶解。2、向I溶液中加入Iml四氯化钛和O. 7ml钛酸丁酯,搅拌lOmin。3、向2溶液中加入O. 5g的印迹分子BPA，继续搅拌2. 5h。4、将所得的混本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种介孔印迹TiO2的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)第一步，将0.5？2g模板剂溶于20？30ml无水乙醇中，搅拌使其完全溶解；(2)第二步，将0.2？3ml钛源物质加入到第一步所得的溶液中，搅拌10min；(3)第三步，向第二步所得的溶液中加入0.1？2g目标污染物分子，继续搅拌1？5h；(4)第四步，将第三步所得的溶液转移至培养皿中，在室温下自然蒸发24小时；(5)第五步，将所得到的黄色凝胶放入烘箱中40℃？80℃干燥，得到白色固体；(6)第六步，将干燥的白色固体放入马弗炉中400℃？450℃焙烧2？5h，升温速率为2？5℃/min，所得到的白色粉末即为介孔印迹TiO2；所述模板剂可选择P123，F127、P94、L92、F108、L64、L35、F38、L42、L43、L44、L62、L63、L64、P65、F68、L72、P75、F77、P84、P85、F87、F88、F98、P103、P104、P105、F108或L122；所述钛源物质是四氯化钛、钛酸丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四乙酯或钛酸四(十七)酯；所述的目标污染物是双酚A(BPA)、雌酮(E1)、17β？雌二醇(E2)、雌三醇(E3)、孕酮(PROG)、17？α？乙炔基雌二醇(EE2)、4？n？壬基酚(NP)、4？t？辛基酚(OP)、己烯雌酚(DES)或四溴双酚A(TBBPA)。...
【技术特征摘要】
1.一种介孔印迹TiO2的制备方法，其特征在于包括如下步骤 (1)第一步，将O.5-2g模板剂溶于20-30ml无水乙醇中，搅拌使其完全溶解； (2)第二步，将O.2-3ml钛源物质加入到第一步所得的溶液中，搅拌IOmin ； (3)第三步，向第二步所得的溶液中加入O.l-2g目标污染物分子，继续搅拌l_5h ； (4)第四步，将第三步所得的溶液转移至培养皿中，在室温下自然蒸发24小时； (5)第五步，将所得到的黄色凝胶放入烘箱中40°C_80°C干燥，得到白色固体； (6)第六步，将干燥的白色固体放入马弗炉中400°C_450°C焙烧2-5h，升温速率为2-50C /min，所得到的白色粉末即为介孔印迹TiO2 ； 所述模板剂可选择 P123, F127、P94、L92、F108、L64、L35、F38、L42、L43、L44、L62、L63、L64、P65、F68、L72、P75、F7...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋峰芝，王娟，沙朝金，卞龙春，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：
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