磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料及制备方法_2

文档序号:9799263阅读:来源:国知局
二氧化钛/氧化石墨烯的制备
先将90份氧化石墨烯片层分散液,3份磁性二氧化钛依次加入三口烧瓶中,控制瓶内温度为30°C,在搅拌下将25份无水乙醇与双二辛氧基焦磷酸酯基乙撑钛酸酯胺盐螯合物的混合溶液滴加到上述三口烧瓶中,滴加时间为40minο滴加完成后继续保温搅拌30min,再升温至90°C,保温搅拌5h,然后用20份质量分数为80%的乙醇洗涤3次,置于80°C恒温干燥箱干燥6h,制得磁性二氧化钛/氧化石墨烯。
[0025]步骤四:磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料的制备
将0.1份三氯甲烷与24份无水乙醇混合超声30min,随后与0.2份丙烯酰胺混合加入三口烧瓶,控制瓶内温度为60°C,搅拌预聚合3h,使模板分子与功能单体充分混合。然后加入10份磁性二氧化钛/氧化石墨烯、2份乙二醇二甲基丙烯酸酯和0.09份偶氮二异丁酸二甲酯。通入氮气20min后,升温至70°C,搅拌反应20h;结束后将混合液置于索氏提取器中,用50份乙酸和乙醇混合溶液抽提20h,再用去离子水洗涤至中性,置于60°C真空干燥箱干燥7h,得到磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料。
[0026]实施例二:
步骤一:磁性二氧化钛的制备
将0.5份四氧化三铁加入100份去离子水中,超声30min后移入三口烧瓶中,将50份质量分数为9%的钛酸丁酯乙醇溶液和2.6份质量分数为5%的柠檬酸溶液同时滴加到上述三口烧瓶中。滴加时间为75min,结束后控制瓶内温度为38°C,持续反应3h,反应结束后用60份质量分数为80%的乙醇水溶液洗涤3次,再置于70°C恒温干燥箱干燥8h,移入含有聚四氟乙烯内衬的马弗炉中550 0C煅烧2h,制得磁性二氧化钛。
[0027]步骤二:氧化石墨烯片层分散液的制备
将2份石墨粉、80份浓硫酸依次加入三口烧瓶中。控制体系温度为4°C,在Ih内缓慢加入2份硝酸钠,12份高锰酸钾,继续反应2.6小时。升温至35 °C,中温反应6.1h后,缓慢滴加150份去离子水,滴加40min。再升温至85°C,高温反应40min后,缓慢滴加165份去离子水,滴加42min,当体系温度降为55°C时,加入3.1份质量分数为30%的双氧水使溶液变黄,用去离子水洗至溶液呈中性,将混合液超声分散40min,得到氧化石墨烯片层分散液。
[0028]步骤三:磁性二氧化钛/氧化石墨烯的制备
先将110份氧化石墨烯片层分散液,4份磁性二氧化钛依次加入三口烧瓶中;控制瓶内温度为30°C,在搅拌下将35份无水乙醇与双二辛氧基焦磷酸酯基乙撑钛酸酯胺盐螯合物的混合溶液滴加到上述三口烧瓶中,滴加时间为50min ο滴加完成后继续保温搅拌30min,再升温至90°C,保温搅拌5h,然后用30份质量分数为80%的乙醇水溶液洗涤3次,置于80°C恒温干燥箱干燥6h,制得磁性二氧化钛/氧化石墨烯。
[0029]步骤四:磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料的制备
将0.45份模板分子与30份无水乙醇混合超声30min,随后与0.3份功能单体混合加入到三口烧瓶,控制瓶内温度为60°C,搅拌预聚合3h,使模板分子与功能单体充分混合。然后加入13份磁性二氧化钛/氧化石墨烯、3份乙二醇二甲基丙烯酸酯和0.12份偶氮二异丁酸二甲酯。通入氮气20min后,升温至70 V,搅拌反应20h,结束后将混合液置于索氏提取器中,用65份乙酸和乙醇混合溶液抽提20h,然后用去离子水洗涤至中性,置于60°C真空干燥箱干燥7h,得到磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料。
[0030]实施例三:
步骤一:磁性二氧化钛的制备
将0.6份四氧化三铁加入120份去离子水中,超声30min后移入三口烧瓶中,将60份质量分数为9%的钛酸丁酯乙醇溶液和3份质量分数为5%的柠檬酸溶液同时滴加到上述三口烧瓶中,滴加时间为90min,滴加结束后控制瓶内温度为38°C,持续反应3h,反应结束后用70份质量分数为80%的乙醇水溶液洗涤3次,再置于70°C恒温干燥箱干燥8h,移入含有聚四氟乙烯内衬的马弗炉中550°C煅烧2h,制得磁性二氧化钛。
[0031 ]步骤二:氧化石墨烯片层分散液的制备
将3份石墨粉、120份浓硫酸依次加入三口烧瓶中。控制瓶内温度为4 °C,在Ih内缓慢加入3份硝酸钠,18份高锰酸钾,继续反应3小时。升温至35 °C,中温反应7h后,缓慢滴加200份去离子水,滴加50min。再升温至85 °C,高温反应40min后,缓慢滴加190份去离子水,滴加48min,当体系温度降为55°C时,加入4.5份质量分数为30%的双氧水使溶液变黄,用去离子水洗至溶液呈中性,将混合液超声分散40min,得到氧化石墨烯片层分散液。
[0032]步骤三:磁性二氧化钛/氧化石墨烯的制备
将130份氧化石墨烯片层分散液,5份磁性二氧化钛依次加入三口烧瓶中,控制瓶内温度为30°C,在搅拌下将48份无水乙醇与双二辛氧基焦磷酸酯基乙撑钛酸酯胺盐螯合物的混合溶液滴加到上述三口烧瓶中,滴加时间为60min,滴加完成后继续保温搅拌30min,再升温至90°C,保温搅拌5h,然后用40份质量分数为80%的乙醇水溶液洗涤3次,置于80°C恒温干燥箱干燥6h,制得磁性二氧化钛/氧化石墨烯。
[0033]步骤四:磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料的制备
将0.6份模板分子与36份无水乙醇混合超声30min,随后与0.4份功能单体混合加入三口烧瓶,控制瓶内温度为60°C,搅拌预聚合3h,使模板分子与功能单体充分混合。然后加入15份磁性二氧化钛/氧化石墨烯、4份乙二醇二甲基丙烯酸酯和0.15份偶氮二异丁酸二甲酯。通入氮气20min后,升温至70 V,搅拌反应20h,结束后将混合液置于索氏提取器中,用80份乙酸和乙醇混合溶液抽提20h,然后用去离子水洗涤至中性,置于60°C真空干燥箱干燥7h,得到磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料。
【主权项】
1.一种磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料,其特征在于,该复合材料按照以下质量份制成:3?5份磁性二氧化钛、2?6份双二辛氧基焦磷酸酯基乙撑钛酸酯胺盐螯合物、90?130份氧化石墨稀片层分散液、0.1?0.6份模板分子、0.2?0.4份功能单体、2?4份交联剂、0.9?1.5份引发剂。2.根据权利要求1所述的磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料,其特征在于:所述无水乙醇与双二辛氧基焦磷酸酯基乙撑钛酸酯胺盐螯合物是将19?36份无水乙醇与6?12份双二辛氧基焦磷酸酯基乙撑钛酸酯胺盐螯合物混合搅拌均匀所得。3.根据权利要求1或2所述的磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料,其特征在于:所含氧化石墨烯纳米片层分散液中氧化石墨的固含量为1.5%?5%,尺寸为30?100nmD4.根据权利要求3所述的磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料,其特征在于:所述模板分子为有机污染物,具体为:苯、甲醛、甲苯、二甲苯、硝基苯、苯乙烯、三氯甲烷、苯甲酸钠、壬基酚、双酸A、4-苯酚、4-氨基苯甲酸、2,4,4-三氯酚、邻苯二甲酰亚胺钾盐。5.根据权利要求4所述的磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料,其特征在于:所述功能单体为丙烯酰胺或甲基丙烯酸。6.根据权利要求5所述的磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料,其特征在于:所述交联剂为正硅酸乙酯、二乙烯苯胺或乙二醇二甲基丙烯酸酯。7.根据权利要求6所述的磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料,其特征在于:所述引发剂为偶氮二异丁酸二甲酯。8.—种磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料的制备方法,其特征在于,该复合材料的制备方法通过以下步骤: (1)先将90?130份氧化石墨烯片层分散液,3?5份磁性二氧化钛依次加入三口烧瓶中,控制瓶内温度为30°C,在搅拌下将25?48份无水乙醇与双二辛氧基焦磷酸酯基乙撑钛酸酯胺盐螯合物的混合溶液滴加到上述三口烧瓶中,滴加时间为40?60min,滴加完成后继续保温搅拌30min,再升温至90°C,保温搅拌5h,然后用20?40份质量分数为80%的乙醇水溶液洗涤3次,置于80 0C恒温干燥箱干燥6h,得到磁性二氧化钛/氧化石墨烯复合材料; (2)将0.1?0.6份模板分子与24?36份无水乙醇混合超声30min,随后与0.2?0.4份功能单体混合加入到三口烧瓶,控制瓶内温度为600C,搅拌预聚合3h,然后加入10?15份上述磁性二氧化钛/氧化石墨烯、2?4份交联剂和0.09?0.15份引发剂,通入氮气20min后,升温至700C,搅拌反应20h,结束后将混合液置于索氏提取器中,用50?80份乙酸和乙醇混合溶液抽提20h,然后用去离子水洗涤至中性,置于60°C真空干燥箱干燥7h,得到磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料。9.根据权利要求8所述的磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料的制备方法,其特征在于:所述乙酸和乙醇混合溶液是将45?73份乙酸与5?7份乙醇混合搅拌均匀所得。
【专利摘要】本发明公开了一种磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料,该复合材料按照以下质量份制成:3~5份磁性二氧化钛,2~6份双二辛氧基焦磷酸酯基乙撑钛酸酯胺盐螯合物,90~130份氧化石墨烯片层分散液,0.1~0.6份模板分子,0.2~0.4份功能单体,2~4份交联剂,0.9~1.5份引发剂;本发明还公开了一种磁性二氧化钛/氧化石墨烯分子印迹光催化复合材料的制备方法,通过本发明不仅改善了二氧化钛光催化剂易团聚,吸附降解效率低的问题,而且具有良好的选择吸附和多次重复回收使用的性质,降低了光催化降解反应的成本。
【IPC分类】B01J31/38
【公开号】CN105562112
【申请号】CN201510994302
【发明人】吕生华, 贺亚亚
【申请人】陕西科技大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月28日
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