【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光催化，具體為一種同面異端硬脂酸-二氧化鈦janus薄片及其制備方法。
技術介紹
1、隨著全球工業化進程的加速，廢水處理成為環境保護領域亟待解決的問題。在光照條件下，利用光催化劑，去除廢水中有機/無機污染物成為當前研究的主要方向之一，研究者們致力于研發具有催化活性高且二次污染小的光催化劑。在眾多光催化劑中，二氧化鈦(tio2)因其氧化能力強、化學性質穩定、無毒無害等優點，已成為廢水處理領域的優選材料。然而，廢水多為水-油非均相體系，具有強親水性的二氧化鈦材料很難降解水-油非均相體系中的油溶性污染物，且二氧化鈦納米材料易團聚、分散性差等缺點也嚴重的限制了二氧化鈦材料在水-油非均相體系中應用。
2、二氧化鈦納米材料表面改性可以解決二氧化鈦在水相中易團聚、分散性差的問題，還可以通過有機改性，使其與非均相體系(廢水)中的油相接觸成為可能。janus雙親改性是在納米材料的一面接枝改性劑，另一面則保持未改性狀態，從而在同一材料上形成半面親水、半面親油的各向異性結構。常規的janus薄片是將薄片單面改性后，利用超聲波處理，打碎薄片，獲得小尺寸janus薄片。但該方法在超聲處理后，薄片存在尺寸不均一、易堆疊團聚、在水-油非均相體系界面穩定性不好等弊端。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是提供一種制備方法簡便，薄片具有尺寸均一、無堆疊現象、改性較徹底、對硝基苯的降解有較高的催化活性、可重復使用的同面異端硬脂酸-二氧化鈦janus薄片及其制備方法。
2
3、一種同面異端硬脂酸-二氧化鈦janus薄片，其特征是：所述同面異端硬脂酸-二氧化鈦janus薄片為在二氧化鈦薄片面上的一端用硬脂酸改性、另一端未改性得到的janus薄片。
4、進一步的，所述同面異端硬脂酸-二氧化鈦janus薄片的尺寸比較均一。
5、一種同面異端硬脂酸-二氧化鈦janus薄片的制備方法，具體制備過程如下：
6、(1)制備垂直生長的二氧化鈦薄片-薄膜玻璃基底
7、用鈦酸乙酯、鈦酸異丙酯或鈦酸四丁酯作為鈦源，制備鈦酸酯類溶膠ⅱ；將二氧化鈦薄膜玻璃基底水平置于聚四氟乙烯反應釜的內膽中，在150℃的條件下反應12h，自然冷卻后，清洗，干燥，得到垂直生長的二氧化鈦薄片-薄膜玻璃基底；
8、(2)將硬脂酸超聲分散至無水乙醇中配制硬脂酸-無水乙醇混合液，所述硬脂酸與無水乙醇的質量體積比為3:200g/ml，升溫至70℃，然后將垂直生長的二氧化鈦薄片-薄膜玻璃基底水平置于硬脂酸-無水乙醇混合液內，70℃反應10h，冷卻后，進行水洗和醇洗，在60℃下干燥3h，剝離，得到同面異端硬脂酸-二氧化鈦janus薄片。
9、進一步的，所述鈦酸酯類溶膠ⅱ的制備過程是：
10、在35℃下，按照冰醋酸與濃鹽酸體積比40:1，向冰醋酸加入濃鹽酸，反應10min后，按照冰醋酸與鈦源體積比200:(10-23)滴加鈦源，所述鈦源為鈦酸乙酯、鈦酸異丙酯或鈦酸四丁酯，并繼續攪拌30min后，升溫至40℃形成溶膠，得到鈦酸酯類溶膠ⅱ。
11、進一步的，所述二氧化鈦薄膜玻璃基底的制備過程是：
12、用鈦酸乙酯、鈦酸異丙酯或鈦酸四丁酯作為鈦源，制備鈦酸酯類溶膠ⅰ，將鈦酸酯類溶膠ⅰ涂漬在玻璃基底上，干燥后，在馬弗爐中空氣氣氛、500℃下反應2h，自然冷卻。
13、進一步的，所述鈦酸酯類溶膠ⅰ的制備過程是：
14、a.將無水乙醇去離子水按照體積比35:6配制乙醇溶液；
15、b.在25℃下，按照無水乙醇、冰醋酸與濃鹽酸體積比35:4:1向無水乙醇中邊攪拌邊加入冰醋酸和濃鹽酸，反應20min后，按照無水乙醇與鈦源體積比35:(10-33)滴加鈦源，并繼續攪拌20min，最后按照乙醇溶液與鈦酸四丁酯的體積比為41:10滴加步驟a的乙醇溶液，形成溶膠，得到鈦酸酯類溶膠ⅰ。
16、進一步的，所述鈦酸酯類溶膠ⅰ、鈦酸酯類溶膠ⅱ與硬脂酸的質量比為1:40:3。
17、本專利技術的有益效果：
18、(1)通過簡單的溶膠-凝膠、溶劑熱和浸漬法制備了一端親水，一端親油的同面異端新型janus二氧化鈦薄片(v-sta-tio2?jns)，操作簡便，制得的janus薄片具有尺寸均一、無堆疊現象、改性較徹底、在模擬光照下對硝基苯的降解有較高的催化活性、可重復使用。
19、(2)通過對二氧化鈦薄片進行部分(一端)改性，v-sta-tio2?jns具有兩親性，使其可以穩定的存在于水油界面上，可作為乳化劑制備pickering乳液。由于新型janus薄片(v-sta-tio2?jns)垂直嵌入水油界面，因此相較于水平依附于水油界面的傳統janus薄片(sta-tio2?jns)具有更強的乳化能力和催化活性，由v-sta-tio2?jns制備的pickering乳液，放置40天后，乳液仍保持相對穩定狀態。
20、(3)硬脂酸改性后，與二氧化鈦薄片(v-tio2-tio2?sheets)相比，v-sta-tio2?jns具有更強的可見光響應能力，因此在非均相水油界面上可以穩定存在的前提下，在光照下可以產生更多活性物種以降解有機物污染物，改性后的janus材料相較于二氧化鈦材料具有更強的光催化活性。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種同面異端硬脂酸-二氧化鈦Janus薄片，其特征是：所述同面異端硬脂酸-二氧化鈦Janus薄片為在二氧化鈦薄片面上的一端用硬脂酸改性、另一端未改性得到的Janus薄片。
2.根據權利要求1所述的同面異端硬脂酸-二氧化鈦Janus薄片，其特征是：所述同面異端硬脂酸-二氧化鈦Janus薄片的尺寸比較均一。
3.一種如權利要求1所述的同面異端硬脂酸-二氧化鈦Janus薄片的制備方法，其特征是：具體制備過程如下：
4.根據權利要求3所述的同面異端硬脂酸-二氧化鈦Janus薄片的制備方法，其特征是：所述鈦酸酯類溶膠Ⅱ的制備過程是：
5.根據權利要求3所述的同面異端硬脂酸-二氧化鈦Janus薄片的制備方法，其特征是：所述二氧化鈦薄膜玻璃基底的制備過程是：
6.根據權利要求5所述的同面異端硬脂酸-二氧化鈦Janus薄片的制備方法，其特征是：所述鈦酸酯類溶膠Ⅰ的制備過程是：
7.根據權利要求6所述的面異端硬脂酸-二氧化鈦Janus薄片的制備方法，其特征是：所述鈦酸酯類溶膠Ⅰ、鈦酸酯類溶膠Ⅱ與硬脂酸的質量比為1:40:3
...【技術特征摘要】
1.一種同面異端硬脂酸-二氧化鈦janus薄片，其特征是：所述同面異端硬脂酸-二氧化鈦janus薄片為在二氧化鈦薄片面上的一端用硬脂酸改性、另一端未改性得到的janus薄片。
2.根據權利要求1所述的同面異端硬脂酸-二氧化鈦janus薄片，其特征是：所述同面異端硬脂酸-二氧化鈦janus薄片的尺寸比較均一。
3.一種如權利要求1所述的同面異端硬脂酸-二氧化鈦janus薄片的制備方法，其特征是：具體制備過程如下：
4.根據權利要求3所述的同面異端硬脂酸-二氧化...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李澤林，
申請(專利權)人：遼寧石化職業技術學院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。