一种污泥负载TiO₂可见光光催化材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种污泥负载TiO₂可见光光催化材料的制备方法。该技术利用污泥作为天然载体的优势，用酸将污泥中的部分金属、重金属和无机物溶出，但保留污泥中的部分有机成分以固体形态存在，然后，在一定压力和温度条件下通过水热反应形成纳米TiO₂、进行重金属掺杂以及TiO₂与载体的结合，最后通过高温煅烧形成TiO₂结晶，并去除污泥载体中的结合水和有机质，形成由C、P、S、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Cr、Cu、Fe等元素构成的具有多孔结构的负载TiO₂的可见光光催化材料。该技术既成功实现了污泥的资源化，又充分利用了污泥中富含的多种无机成分和固体有机物，使制得的污泥负载TiO₂催化材料较负载于污泥前性能得到显著提高，且制备成本低廉，操作简单易行，易于规模化推广。

主权项

一种污泥负载TiO₂可见光光催化材料的制备方法：其特征在于具体步骤如下：(1) 向污泥中加入盐酸和钛盐，室温搅拌3‑10 h，以溶解较难溶的钛盐前驱体，并将污泥中的部分无机物和重金属溶出，使重金属以离子态存在，从而更易于负载在TiO₂上，其中，钛盐和污泥的质量比为0.5‑100 mg/g；(2) 将步骤(1)所得混合液在0.6MPa，150℃下保持12 h，充分进行水热反应后，冷却至室温，水热反应使钛盐水溶液在高温高压的条件下进行沉淀，以得到纳米TiO₂，TiO₂通过Si‑O‑Ti键负载在污泥载体上；(3) 将步骤(2)得到的冷却后的混合液进行固液分离，所得固体用蒸馏水多次洗涤至中性，并于105℃烘干；(4) 将步骤(3)所得固体置于空气气氛下700℃煅烧3‑5 h，使TiO₂进行结晶，同时，使污泥中的吸附水和部分有机物体在煅烧过程中挥发、燃烧或碳化，从而得到由C、P、S、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Cr、Cu和Fe元素构成的具有多孔结构的污泥负载TiO₂可见光光催化材料。