专利名称：壳聚糖/二氧化钛复合多孔球的制备及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有机-无机多孔复合材料，尤其涉及具有高效光降解染料的壳聚
糖/ 二氧化钛复合多孔球。
背景技术：
壳聚糖是甲壳素的脱乙酰基产物，其来源天然，价格低廉，且环境友好；壳聚糖是直链型高分子，具有大量游离的氨基和羟基，在污水处理方面，对于有机染料具有很好的吸附特性；但是其达到饱和吸附量后不能继续吸附染料，从而失效。二氧化钛P25是目前被广泛应用的市售光催化剂，但是其在光催化降解染料过程中存在容易团聚和回收不易的缺点。壳聚糖/二氧化钛复合材料能解决上述问题。现有的壳聚糖/二氧化钛复合材料的制 备方法是申请号200710168966. 6，通过脱气固结制备壳聚糖/ 二氧化钛复合薄膜、纤维和球，用于降解有机染料。上述方法制备的均为实心复合材料，而在光降解染料的过程中，材料的比表面积与降解的效率息息相关，更大的比表面积有利于更高效的降解。因此，研究开发新型的多孔壳聚糖/ 二氧化钛复合材料，从而提高催化剂的比表面积，对提高催化剂的催化效率具有极其重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备壳聚糖/ 二氧化钛复合多孔球的方法，以提高壳聚糖/ 二氧化钛复合材料的比表面积，从而提高催化效率。本发明是首次用冷冻干燥法制备了多孔壳聚糖/ 二氧化钛复合球，在用冷冻干燥法制备的多孔球中，二氧化钛在壳聚糖中分布均匀，且保持了壳聚糖对染料的吸附能力和二氧化钛对染料的催化降解能力。制备过程为壳聚糖\ 二氧化钛悬浊液以30滴/分钟的速度滴加到液氮中得到壳聚糖\ 二氧化钛小冰珠，将小冰珠在-60摄氏度下冷冻干燥12h，制备得到壳聚糖\ 二氧化钛复合多孔球。另外，该多孔球的表面和内部具有贯穿的多孔结构，孔道直径在20-50微米，球的直径为I. 5毫米左右。该多孔球可用于降解有机染料，如甲基橙染料分子或与甲基橙染料分子具有相同生色团的有机染料。
具体实施例方式实施例I :壳聚糖\ 二氧化钛复合多孔球的制备
首先，配置壳聚糖\ 二氧化钛悬浊液将2g壳聚糖溶解于95ml的2mol/L的醋酸溶液中；取300mg的P25 二氧化钛加入IOml蒸馏水中，制备成30mg/ml的二氧化钛-水悬浊液；将IOml的30mg/ml的二氧化钛-水悬浊液用内径为I. 55mm的针孔注射器以60滴/分钟的速度滴加到等体积的已配置好的壳聚糖醋酸溶液中，超声分散15分钟，从而配置得到混合均匀的壳聚糖\二氧化钛悬浊液。再将上述配置得到的壳聚糖\ 二氧化钛悬浊液用内径为0. 3mm的针孔注射器以30滴/分钟的速度滴加到液氮中得到壳聚糖\ 二氧化钛小冰珠，将小冰珠放入塑料试管中，然后用冷冻干燥机在-60摄氏度下冷冻干燥12h，即可制备得到壳聚糖\ 二氧化钛复合多孔球。壳聚糖\ 二氧化钛复合多孔球的扫描电镜表征在日本电子株式会社生产的JSM-6700F型的扫描电镜上进行。扫描电镜表明制备的壳聚糖\ 二氧化钛复合多孔球的直径大约在I. 5毫米左右，其表面和内部的贯穿孔道大小约为20-50微米，二氧化钛颗粒均匀分布于壳聚糖中。实施例2 :壳聚糖\ 二氧化钛复合多孔球的光催化活性测试 光催化实验模型有机染料分子选用甲基橙(MO)，分子式如下
权利要求
1.一种壳聚糖/二氧化钛复合多孔球，其特征在于多孔球的表面和内部具有贯穿的多孔结构，孔道直径在20-50微米，球的直径为I. 5毫米左右。
2.如权利要求I所述的壳聚糖/二氧化钛复合多孔球的制备方法，其特征在于通过冷冻干燥法制备得到壳聚糖/二氧化钛复合多孔球。
3.如权利要求2所述的壳聚糖/二氧化钛复合多孔球的制备方法，其特征在于壳聚糖\ 二氧化钛悬浊液以30滴/分钟的速度滴加到液氮中得到壳聚糖\ 二氧化钛小冰珠,将小冰珠在-60摄氏度下冷冻干燥12h，制备得到壳聚糖\ 二氧化钛复合多孔球。
4.一种权利要求I所述的壳聚糖/ 二氧化钛复合多孔球的用途，其特征在于该多孔球用于降解有机染料。
5.如权利要求I所述的壳聚糖/二氧化钛复合多孔球的用途，其特征在于所述的有机染料为甲基橙染料分子或与甲基橙染料分子具有相同生色团的有机染料。
全文摘要
本发明涉及一种壳聚糖/二氧化钛复合多孔球的制备及其用途。该多孔球由冷冻干燥法制备而得，其直径为1.5毫米左右，表面和内部具有20-50微米的贯穿孔道结构，二氧化钛均匀分布于壳聚糖中。该多孔球能高效地光催化降解甲基橙或与甲基橙具有相似发色团的染料，易于与催化体系分离，且经过多次循环实验其降解效率保持不变，在污水处理方面具有潜在应用前景。
文档编号B01J20/24GK102962102SQ201110256810
公开日2013年3月13日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者尤阳立军, 高水英, 曹荣 申请人:中国科学院福建物质结构研究所