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一种贝壳粉负载纳米光催化剂的绿色合成工艺

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-07 14:39:31

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”科技创新全链条服务生态系统专业科技服务团| bayuegua123 | 2022-11-18 13:50:52

一种贝壳粉负载纳米光催化剂,即将钛的醇盐水解得到溶胶;在溶胶中加入贝壳粉,搅拌;将溶胶烘干得到凝胶;将凝胶煅烧即可得到贝壳粉负载纳米催化剂。

本方法反应条件温和,易于控制,设备简单,原料易得,合成过程简单,易于工业化生产,所制备的负载纳米催化剂具有光催化降解盐酸四环素的性能,可应用于水相中盐酸四环素的光催化处理。(专利号:201710937998.1)

盐酸四环素是一种四环素类抗生素,由于其对人和家畜都能起到抑制病菌感染的作用,因此在全世界范围内被大量应用,主要是用于人类疾病的治疗以及作为动物饲料的添加剂。盐酸四环素在人和动物体内不会完全吸收,大部分会随排泄物排出体外;而且其生产厂家在生产过程中排放的废水也含有高浓度的盐酸四环素。盐酸四环素具有水溶性高、 不易降解、易蓄积的性质以及其本身对细菌有较强的抑制作用,难以通过自然生物降解去除,排放到环境中的抗生素有的会随着水的流动而进入土壤和沉积物中。抗生素过量积累 会导致微生物抗药基因的产生,即使是在微量水平的抗生素长期暴露,也会对生态环境和人体健康造成危害。含抗生素的废水大量排放,导致水体环境受到严重危害。 在各种环境净化方法中,光催化技术以其可直接利用太阳光、可在常温下反应、无二次污染等独特性,被认为是一种理想的环境污染治理技术。但是目前最常用的纳米Ti02 光催化剂在水处理过程中存在易团聚、回收因难以及成本高昂的缺点。本项目首先制备贝壳负载纳米Ti02作为光催化剂,在光照条件下实现对盐酸四环素的降解,以达到去除水中盐酸四环素的目的

化工与材料学院源于1958年成立的泉州大学化学科,下设化学工程与工艺系、制药工程系、材料化学系和化学系四个教学系,两个实验中心,包括:化学工程与工艺、制药工程、材料化学、化学和材料化学(闽台合作)5个本科专业,与福州大学联合培养化学工程、材料工程两个专业硕士,在校共计1023人。2016年起按化工与制药类进行大类招生,并全力建设“绿色石油化工”应用型专业群。

我国是世界第一水产养殖大国,沿海地区养殖的扇贝、贻贝、牡蛎等贝类,在剔取贝柱、裙边后剩下大量贝壳,由于贝壳附加值较低,绝大部分被丢弃在海滩、路边,造成贝壳 污染。贝壳是软体动物的外套膜,是一种生物矿化作用形成的生物矿物材料,是天然的有机-无机复合材料,碳酸钙占约其质量的95%,其余的5%包括蛋白质、甲壳素等有机基质,与自然界中的碳酸钙矿物质相比,贝壳具有独特的多尺度、多级次“砖_泥”组装结构,且因其多级层状结构而表现出独特的性能。贝壳是由碳酸钙和生物大分子组成的纳米复合材料,其表面的一些基团可以为负载提供场所。

利用贝壳来负载Ti02,首先,可以环境友好地利用我国庞大的贝壳资源,变废为宝;其次贝壳中含有有机基质,有机_无机杂化材料在机械力学、光学、热学、生物学、电学等方面表现出来的比有机材料或无机材料优异的特性,通过有机-无机杂化可以提高光生电子和空穴的分离效率,从而使贝壳负载纳米Ti02表现出优良的催化性能;最后由于贝壳具有特殊的层状结构,其结构有利于光生载流子的传导从而提高Ti02的光催化性能。贝壳负载纳米Ti02光催化剂不仅可以发挥Ti02的纳米表面尺寸效应,而且使催化剂易于回收,同时大大降低了催化剂的成本。

该方法所采用的光催化剂制备方法简单,应用于水相中盐酸四环素的光催化处理,方法操作容易、成本低廉、高效省时。

技术许可、技术转让;寻求资源对接,最好有明确的目标合作区域、目标合作领域、目标合作企业等;目标合作投融资机构等