iO2粒子的粒径大小变化不大，变化范围在十几纳米之间，且 全部低于lOOnm，且符合光催化过程中具备催化性质物质的粒径要求。此外，图9中并不能 观察到接枝的⑶。
[0076] (七）红外光谱分析
[0077] 采用Nicolet islO型傅立叶红外光谱仪对TiOjPWF/β _〇)/1102复合光催化材料 进行红外光谱测定，测试结果见图10和11。图10为TiO2的红外谱图，图11为WF/β -⑶/ TiO2的红外谱图。对比图10和11可以看出：首先，WF/β-⑶/1102的光谱在500-700CHT 1处观察到属于！^(^的Ti-O伸缩振动特征峰，在1458〇11'1420〇11'1384〇1^处为木粉特征 吸收峰，说明WF/β-CD/Ti02材料中含有WF和TiO 2两种物质；其次，从图中未能清晰分辨 出1154CHT1、1078CHT1、1030CHT1处β -CD的C-O伸缩振动特征峰，这是因为WF的吸收峰掩盖 β -CD的吸收峰，也从侧面说明WF/ β _〇)/1102材料中β -CD的含量不多。此外，1734cmη峰 归属于WF/β _〇)/1102材料中多元羧酸CA的特征峰，2925CHT1和2971CHT1为饱和C-H的伸 缩运动，3436CHT1为缔合O-H的伸缩运动。
[0078] (八）应用本实施例制备的复合光催化材料对甲基橙进行了光催化性能测试，具 体操作步骤如下：
[0079] 将0. 1000 gWF/ β _〇)/1102复合光催化材料加入到IOOmL浓度为I X ΙΟΛιοΙ Γ1的 甲基橙溶液中。先将混合悬浮液在暗箱中磁力搅拌吸附30min，以使甲基橙分子在复合材料 表面达到吸附脱附平衡。光催化降解实验进行的同时需打开冰水循环冷却装置，使体系在 反应过程中保持恒温。在辐照过程中，每隔一定时间取出一个石英试管，反应液离心，将所 得的上清液放入Icm的石英比色皿中，采用TU-1901紫外可见分光光度计来检测剩余甲基 橙溶液的吸光度。如图12所示，图12中一·一表示WF/β -⑶/1102复合光催化材料，一 Φ一表不 TiO2。
[0080] 结果表明：在经过30min暗吸附后，WF/β -⑶/TiO2的吸附效果明显高于TiO2，这 是因为WF/β -⑶/1102中β -⑶具有的主客体识别作用，能够将染料甲基橙包合在空腔内。 WF/β-⑶/TiO2材料在21min内已将染料甲基橙降解完全至无色，而同样浓度的甲基橙在 1102光催化降解体系中需要35min，光催化降解效率提高了 66%，表明β -CD的引入极大的 提高WF/ β -OVTiO2的光催化效率。
[0081] (九）应用本实施例制备的复合光催化材料对罗丹明B进行了光催化性能测试，具 体操作步骤如下：
[0082] 将0· 1000 g WF/ β _〇)/1102复合光催化材料加入到IOOmL浓度为I X l(T4mol Γ1的罗丹明B溶液中。先将混合悬浮液在暗箱中磁力搅拌吸附30min，以使罗丹明B分子在 复合材料表面达到吸附脱附平衡。光催化降解实验进行的同时需打开冰水循环冷却装置， 使体系在反应过程中保持恒温。在辐照过程中，每隔一定时间取出一个石英试管，反应液离 心，将所得的上清液放入Icm的石英比色皿中，采用TU-1901紫外可见分光光度计来检测剩 余罗丹明B溶液的吸光度。如图13所示，图13中一-表示Ti02，一·一表示WF/β -⑶/ TiO2复合光催化材料。
[0083] 结果表明：在经过30min暗吸附后，WF/β -OVTiO2的吸附效果明显高于TiO2，这是 因为WF/ β -⑶/1102中β -⑶具有的主客体识别作用，能够将染料罗丹明B包合在空腔内。 WF/β -⑶/TiO2材料在24min内已将染料罗丹明B降解完全至无色，而同样浓度的罗丹明B 在1102光催化降解体系中需要40min，光催化降解效率提高67%，表明β -⑶的引入极大 的提高WF/ β -⑶/TiO2的光催化效率。
[0084] (十）WF/ β -CD/Ti02复合光催化材料再生使用性能测试（降解对象为甲基橙）
[0085] WF/ β -⑶/1102复合光催化材料再生使用性能实验结果如图14所示。从图14中 可以看出，样品经连续5次再生使用，复合材料的光催化活性较稳定，证明采用本实施例方 法制备的WF/ β -CD/Ti02复合光催化材料具有较好的稳定性。此外，延长光照时间发现，5 次重复试验均可以在30min内将染料降解完全，光催化效率均高于TiO2。因此WF/β -⑶/ TiO2复合光催化材料具有较高的催化活性和稳定性，具有潜在的应用价值。
【主权项】
1. 一种生物质基二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行： 一、WF/ 0 -⑶功能材料的制备： 对木粉进行活化处理，将活化处理后的木粉浸泡在三元水溶液中，得混合物，先将混合 物超声20~30min，再电动搅拌4~8h，然后静置24~32h，之后将木粉进行过滤、挤压，于 70~80°C下预干燥12~24h，然后在175~180°C下进行交联反应，反应制得的粗产品用 55~65°C的水和无水乙醇交替洗涤3~5次，干燥至恒重，得到WF/ 0 -⑶； 二、WF/0 -⑶/1102复合光催化材料的制备： 称取1~2gWF/ 0 -⑶和1~2gTiO2混合于100~200mL蒸馏水中形成悬浊液，将 悬池液置于光催化反应器中，控制搅拌速度为300~500r/min，于250W高压采灯下光福照 30~40min进行光诱导反应，抽滤并收集固相产物，产物用100~200mL去离子水洗涤2~ 3次，然后在50~60°C真空干燥12~36h，干燥后的产物用研钵研碎，即得到WF/0 -⑶/ 1102复合光催化剂。2. 根据权利要求1所述的一种生物质基二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于步 骤一中对木粉进行活化处理的具体方法为：将100目的木粉浸渍在质量浓度为20%的NaOH 溶液中lh，之后用65°C的蒸馏水洗涤，于80°C的烘箱中干燥24h，即得到活化处理后的木 粉。3. 根据权利要求1或2所述的一种生物质基二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在 于步骤一所述的三元水溶液是由80~9Og/L0 -CD、90~110g/L柠檬酸、25~35g/L磷酸 盐和蒸馏水组成的水溶液。4. 根据权利要求1或2所述的一种生物质基二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在 于步骤一所述的三元水溶液是由80g/Lf3-⑶100g/L柠檬酸、30g/L磷酸盐和蒸馏水组成的 水溶液。5. 根据权利要求3所述的一种生物质基二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于步 骤一中交联反应的时间为6~8min。6. 根据权利要求5所述的一种生物质基二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于步 骤一中干燥温度为105~110 °C。7. 根据权利要求6所述的一种生物质基二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于步 骤二中称取IgWF/0 -⑶和IgTiO2混合于IOOmL蒸馏水中形成悬浊液。8. 根据权利要求7所述的一种生物质基二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于步 骤二中控制搅拌速度为400r/min。
【专利摘要】一种生物质基二氧化钛光催化剂的制备方法，本发明是要解决现有的二氧化钛光催化剂光催化效率低，可塑性差的问题。方法：一、对木粉进行活化处理，将活化处理后的木粉浸泡在三元水溶液中得混合物，先将混合物超声，再搅拌，静置之后进行过滤、挤压，预干燥，交联反应得粗产品洗涤，干燥至恒重，得WF/β-CD；二、将WF/β-CD和TiO2混合于蒸馏水中形成悬浊液，将悬浊液置于光催化反应器中进行光诱导反应，抽滤并收集固相产物，产物洗涤后干燥，产物用研钵研碎，即得到WF/β-CD/TiO2复合光催化剂。该方法提高了二氧化钛光催化剂的光催化性能，且由于木粉的加入使复合光催化剂具有很强的可塑性。本发明用于光催化剂领域。
【IPC分类】B01J31/38, C02F101/38, C02F1/32
【公开号】CN104888862
【申请号】CN201510312937
【发明人】王霆, 刘畅
【申请人】东北林业大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月9日