一种低密度细管状水处理材料的制备方法

本发明属于水净化材料领域，具体涉及一种低密度细管状水处理材料的制备方法。

背景技术：

1、在受到高于光催化剂半导体禁带能量的光照时，光催化剂能够产生具有强氧化能力的光生电子和空穴，具有降解环境中有机污染物的活性。光催化污染净化技术可以有效去除绝大多数种类的有机污染物，是一种先进氧化治理技术。光催化氧化净化效率的关键在于光催化剂的活性，同时也要考虑具体的使用条件对光催化材料的特殊要求。光催化材料可以制备成各种需要的形状，以适应实际使用工艺的需要。光催化氧化净化过程通常发生于水等流体中，因而需要考虑光催化材料与污染物的有效接触；同时，光催化材料也要易于与流体分离，以达到快速重复使用的目的。固定化的光催化材料容易与流体分离，但活性通常低于粉体材料。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种低密度细管状水处理材料的制备方法，该材料可以净化水中的有机污染物，为低密度空心材料，可增加材料与污染物接触的机率，同时便于回收利用。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种低密度细管状水处理材料的制备方法，包括下述工艺步骤：

4、步骤1：在石英毛细管表面涂布钨-钛-硅酯

5、(1)在300ml无水乙醇中加入3～6g乳化剂span80、2.5～3.2g偏钨酸铵、8～10ml钛酸正丁酯、5～6ml正硅酸丁酯、9～12ml乙二醇，搅拌形成溶液a；

6、(2)将石英毛细管垂直浸入溶液a中，停留60min，取出后垂直放置于70℃电热干燥箱中，停留5h，制得表面涂布钨-钛-硅酯的石英毛细管。

7、步骤2：水蒸汽处理

8、将上述表面涂布钨-钛-硅酯的石英毛细管置于压力蒸汽灭菌器中，蒸汽温度为90℃、蒸汽压力0.12mpa，处理60min后取出，在70℃电热干燥箱中放置6h，得到表面附着钨-钛-硅交联层的石英毛细管。

9、步骤3：固化和孔隙修饰

10、(1)将表面附着钨-钛-硅交联层的石英毛细管在390～550℃煅烧3h，在石英毛细管表面生成致密的钨-钛-硅三元复合氧化物层。

11、(2)将表面附着钨-钛-硅三元复合氧化物层的石英毛细管浸入60℃的0.5mol/l盐酸溶液中，停留120min，取出后用蒸馏水清洗，然后在110℃电热干燥箱中放置10h，即得到低密度细管状水处理材料。

12、步骤1中(2)所述石英毛细管的主要指标为：管口封闭，外径2mm、内径1mm、长度50mm。

13、所制备的低密度细管状水处理材料密度为0.85～0.90g/cm3。

14、本发明的一种低密度细管状水处理材料的制备方法，与现有技术相比，优点在于：

15、在封闭石英毛细管的表面均匀制备钨-钛-硅三元复合氧化物涂层，此钨-钛-硅三元复合氧化物涂层与石英毛细管结合紧密，且在石英毛细管表面分布均匀。该钨-钛-硅三元复合氧化物涂层表面光滑，涂层厚度为500nm。钨-钛-硅三元复合氧化物涂层由氧化钨、氧化钛和氧化硅三种氧化物复合而成，三种氧化物的相对比例经过优化，使得该涂层具有较强的净化活性。该低密度细管状水处理材料可用于水中有机污染物的净化处理。当具有适当能量的光照射时，石英毛细管表面涂布的钨-钛-硅三元复合氧化物涂层可以产生具有强氧化性的物质，能够将有机污染物氧化分解。石英材料不会吸收紫外光辐射，不会降低钨-钛-硅三元复合氧化物涂层对光的吸收。所制备的低密度细管状水处理材料密度低于水，可以通过搅拌与水充分混合；在反应结束停止搅拌后可以悬浮于水面，达到与水快速分离并回收利用的目的。

技术特征：

1.一种低密度细管状水处理材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括下述工艺步骤：

2.根据权利要求1所述的一种低密度细管状水处理材料的制备方法，其特征在于，步骤1中(2)所述石英毛细管的主要指标为：管口封闭，外径2mm、内径1mm、长度50mm。

3.根据权利要求1所述的一种低密度细管状水处理材料的制备方法，其特征在于，所述低密度细管状水处理材料密度为0.85～0.90g/cm3。

4.根据权利要求1所述的一种低密度细管状水处理材料的制备方法，其特征在于，步骤3所述钨-钛-硅三元复合氧化物层为在封闭石英毛细管的表面均匀分布的钨-钛-硅三元复合氧化物涂层，涂层厚度为500nm。

5.根据权利要求1所述的一种低密度细管状水处理材料的制备方法，其特征在于，所述钨-钛-硅三元复合氧化物层由氧化钨、氧化钛和氧化硅三种氧化物复合而成。

6.根据权利要求1所述的一种低密度细管状水处理材料的制备方法，其特征在于，所述低密度细管状水处理材料密度小于水，搅拌条件下实现与水混合，停止搅拌后可悬浮于水面。

技术总结
本发明属于水净化材料领域，特别是涉及一种低密度细管状水处理材料的制备方法。现有技术中用于水处理的光催化材料难以与水体有效接触，且活性不理想。为解决上述问题，本发明制备了一种低密度细管状水处理材料，包括下述工艺步骤：以无水乙醇、Span80、偏钨酸铵、钛酸正丁酯、正硅酸丁酯、乙二醇制备溶液A，将石英毛细管在溶液A中浸入后取出干燥，经蒸汽处理后干燥，在390～550℃煅烧3h，再经盐酸溶液处理后清洗干燥，即得到所述低密度细管状水处理材料。本发明在石英毛细管的表面均匀制备钨‑钛‑硅三元复合氧化物涂层，此涂层与石英毛细管结合紧密，且在石英毛细管表面分布均匀。该低密度细管状水处理材料可用于净化水中的有机污染物。

技术研发人员：张文杰
受保护的技术使用者：沈阳理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23