專利名稱：一種污水處理用多孔鋁網(wǎng)附載二氧化鈦一維陣列的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種多孔鋁網(wǎng)附載二氧化鈦一維陣列的制備方法，更具體的說(shuō)，利用陽(yáng)極氧化鋁AAO模板液相沉積制備二氧化鈦一維陣列，屬于納米薄膜領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
能源和環(huán)境污染是21世紀(jì)人類面對(duì)的首要問(wèn)題。將納米技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和治理，給環(huán)境污染和治理方面帶來(lái)了新的機(jī)遇。納米二氧化鈦一維陣列比表面積大，吸附容量大，形貌可控，制備技術(shù)成熟，引起了國(guó)內(nèi)外材料科學(xué)界的廣泛關(guān)注，成為開(kāi)發(fā)研究的熱點(diǎn)之一。納米材料的一個(gè)重要特性是它的表面效應(yīng)，隨著粒徑的減小，表面原子數(shù)迅速增力口，表面積、表面能和表面結(jié)合能也迅速增大。由于表面原子周圍缺相鄰的原子，具有不飽和性，極不穩(wěn)定，易與其它原子相結(jié)合而趨于穩(wěn)定，因而具有很高的化學(xué)活性。由于納米材料有極高的表面能與擴(kuò)散率，粒子間能充分接近，因此納米材料對(duì)金屬離子具有很強(qiáng)的吸附能力，并且在較短的時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到吸附平衡，同時(shí)，由于其比表面積非常大，因而相對(duì)于一般的吸附材料有更大的吸附容量，是一種較為理想的吸附材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種制備在多孔鋁網(wǎng)上附載的用于污水處理的二氧化鈦一維陣列的方法。不僅解決納米二氧化鈦的附載問(wèn)題，而且開(kāi)發(fā)出鋁合金的新用途，
工藝簡(jiǎn)單，可重復(fù)利用。本發(fā)明所提供的制備方法，其特征在于，包含以下步驟:⑴對(duì)多孔鋁網(wǎng)或多孔鋁合金網(wǎng)進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，在鋁網(wǎng)生長(zhǎng)了陽(yáng)極氧化鋁納米管陣列模板(AA0)，所采用電解質(zhì)溶液為H3P04、H2SO4或H2C2O4,濃度均為0.1M-0.5M，氧化電壓為20V-100V，氧化時(shí)間為8-10h ；⑵將步驟(I)生長(zhǎng)了陽(yáng)極氧化鋁納米管陣列模板(AAO)的鋁網(wǎng)，用去離子水清洗并烘干后備用；⑶配置0.1M-0.5M的(NH4) 2TiF6溶液，做為液相沉積溶液；⑷將步驟(2)干燥后的含有陽(yáng)極氧化鋁納米管陣列模板的鋁網(wǎng)置于液相沉積溶液中靜置沉積Ih,溫度為30_40°C,取出用去尚子水清洗,烘干；(5)將沉積后的鋁網(wǎng)按以下程序進(jìn)行熱處理:20min升溫至200°C，保溫lh，然后125min升溫至450°C，保溫2h，然后隨爐冷卻至室溫，制備完成。本發(fā)明上述采用的鋁合金為常規(guī)的鋁合金均可。本發(fā)明的有益效果是:由于采用了二氧化鈦一維陣列 而不是二氧化鈦粉末或顆粒，本發(fā)明制備出的成品經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后可重復(fù)利用，工藝簡(jiǎn)單，可重復(fù)性強(qiáng)，便于規(guī)模生產(chǎn)；此外，利用本發(fā)明對(duì)20mg/L(0.02wt%)剛果紅溶液的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:4h之后最高吸附效率達(dá)到90% ;對(duì)Img/L的重鉻酸鉀溶液，6h的吸附效率最高達(dá)到99%以上，優(yōu)異的吸附性能及簡(jiǎn)單的制備工藝，使得此種多孔鋁網(wǎng)附載二氧化鈦一維陣列有良好的的應(yīng)用前景。


圖1:二氧化鈦一維陣列在鋁合金網(wǎng)上的生長(zhǎng)示意圖；①鋁合金網(wǎng)，②二氧化鈦納米管，③鋁合金網(wǎng)；圖2:二氧化鈦一維陣列的掃描電鏡照片；本發(fā)明的附載在多孔鋁網(wǎng)上的二氧化鈦一維陣列的掃描電鏡圖，加速電壓為5kV，放大倍數(shù)18000倍，沿垂直薄膜方向拍攝。
具體實(shí)施例方式二氧化鈦一維陣列在鋁合金網(wǎng)上的生長(zhǎng)示意圖見(jiàn)圖1，二氧化鈦一維陣列的掃描電鏡照片見(jiàn)圖2。實(shí)施例1:對(duì)3系鋁網(wǎng)進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，采用濃度為0.3M的H3PO4為電解質(zhì)溶液，氧化電壓100V，氧化時(shí)間8h。將陽(yáng)極氧化后生長(zhǎng)了陽(yáng)極氧化鋁模板(AAO)的鋁網(wǎng)取出用去離子水清洗后備用。將生長(zhǎng)了 AAO的鋁網(wǎng)置于0.lmol/L (NH4) 2TiF6溶液中，置于35°C水浴中浸泡Ih后取出，用去離子水清洗并烘干。隨后將沉積后的薄膜按一下程序進(jìn)行熱處理:20min升溫至200°C，保溫lh，然后125min升溫至450°C，保溫2h，然后隨爐冷卻至室溫，制備完成。實(shí)施例2:對(duì)3系鋁網(wǎng)進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，采用濃度為0.3M的H2SO4為電解質(zhì)溶液，氧化電壓20V，氧化時(shí)間8h。將陽(yáng)極氧化后生長(zhǎng)了陽(yáng)極氧化鋁模板(AAO)的鋁網(wǎng)取出用去離子水清洗后備用。將生長(zhǎng)了 AAO的鋁網(wǎng)置于0.lmol/L (NH4) 2TiF6溶液中，置于35°C水浴中浸泡Ih后取出，用去離子水清洗并烘干。隨后將沉積后的薄膜按一下程序進(jìn)行熱處理:20min升溫至200°C，保溫lh，然后125min升溫至450°C，保溫2h，然后隨爐冷卻至室溫，制備完成。實(shí)施例3:對(duì)3系鋁網(wǎng)進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，采用濃度為0.3M的H2C2O4為電解質(zhì)溶液，氧化電壓50V，氧化時(shí)間8h。將陽(yáng)極氧化后生長(zhǎng)了陽(yáng)極氧化鋁模板(AAO)的鋁網(wǎng)取出用去離子水清洗后備用。將生長(zhǎng)了 AAO的鋁網(wǎng)置于0.lmol/L (NH4) 2TiF6溶液中，置于35°C水浴中浸泡Ih后取出，用去離子水清洗并烘干。隨后將沉積后的薄膜按一下程序進(jìn)行熱處理:20min升溫至200°C，保溫lh，然后125min升溫至450°C，保溫2h，然后隨爐冷卻至室溫，制備完成。實(shí)施例4:對(duì)金屬鋁網(wǎng)進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，采用濃度為0.1M的H2C2O4為電解質(zhì)溶液，氧化電壓100V，氧化時(shí)間10h。將陽(yáng)極氧化后生長(zhǎng)了陽(yáng)極氧化鋁模板(AAO)的鋁網(wǎng)取出用去離子水清洗后備用。將生長(zhǎng)了 AAO的鋁網(wǎng)置于0.5mol/L(NH4)2TiF6溶液中，置于30°C水浴中浸泡Ih后取出，用去離子水清洗 并烘干。隨后將沉積后的薄膜按一下程序進(jìn)行熱處理:20min升溫至200°C，保溫lh，然后125min升溫至450°C，保溫2h，然后隨爐冷卻至室溫，制備完成。實(shí)施例5:
對(duì)3系鋁網(wǎng)進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，采用濃度為0.5M的H2SO4為電解質(zhì)溶液，氧化電壓50V，氧化時(shí)間9h。將陽(yáng)極氧化后生長(zhǎng)了陽(yáng)極氧化鋁模板(AAO)的鋁網(wǎng)取出用去離子水清洗后備用。將生長(zhǎng)了 AAO的鋁網(wǎng)置于0.lmol/L (NH4) 2TiF6溶液中，置于40°C水浴中浸泡Ih后取出，用去離子水清洗并烘干。隨后將沉積后的薄膜按一下程序進(jìn)行熱處理:20min升溫至200°C，保溫lh，然后125min升溫至450°C，保溫2h，然后隨爐冷卻至室溫，制備完成。實(shí)施例6:對(duì)金屬鋁網(wǎng)進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，采用濃度為0.1M的H3PO4為電解質(zhì)溶液，氧化電壓20V，氧化時(shí)間10h。將陽(yáng)極氧化后生長(zhǎng)了陽(yáng)極氧化鋁模板(AAO)的鋁網(wǎng)取出用去離子水清洗后備用。將生長(zhǎng)了 AAO的鋁網(wǎng)置于0.3mol/L (NH4) 2TiF6溶液中，置于30°C水浴中浸泡Ih后取出，用去離子水清洗并烘干。隨后將沉積后的薄膜按一下程序進(jìn)行熱處理:20min升溫至200°C，保溫lh，然后125min升溫至450°C，保溫2h，然后隨爐冷卻至室溫，制備完成。表I實(shí)施例1、2、3所采用的實(shí)驗(yàn)實(shí)施方法
權(quán)利要求
1.一種污水處理用多孔鋁網(wǎng)附載二氧化鈦一維陣列的方法，其特征在于，包括以下步驟: ⑴對(duì)多孔鋁網(wǎng)或多孔鋁合金網(wǎng)進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，在鋁網(wǎng)生長(zhǎng)了陽(yáng)極氧化鋁納米管陣列模板(AAO)，所采用電解質(zhì)溶液為H3P04、H2SO4或H2C2O4,濃度均為0.1M-0.5M，氧化電壓為20V-100V，氧化時(shí)間為8-10h ; ⑵將步驟(I)生長(zhǎng)了陽(yáng)極氧化鋁納米管陣列模板(AAO)的鋁網(wǎng)，用去離子水清洗并烘干后備用； ⑶配置0.1M-0.5M的(NH4) 2TiF6溶液，做為液相沉積溶液； ⑷將步驟(2)干燥后的含有陽(yáng)極氧化鋁納米管陣列模板的鋁網(wǎng)置于液相沉積溶液中靜置沉積Ih,溫度為30_40°C,取出用去尚子水清洗,烘干； (5)將沉積后的鋁網(wǎng)按以下程序進(jìn)行熱處理:20min升溫至200°C，保溫lh，然后125min升溫至450°C ，保溫2h，然后隨爐冷卻至室溫，制備完成。
全文摘要
一種污水處理用多孔鋁網(wǎng)附載二氧化鈦一維陣列的方法，屬于納米薄膜領(lǐng)域。在鋁網(wǎng)生長(zhǎng)了陽(yáng)極氧化鋁納米管陣列模板，配置0.1M-0.5M的(NH4)2TiF6溶液做為液相沉積溶液，將含有陽(yáng)極氧化鋁納米管陣列模板的鋁網(wǎng)置于液相沉積溶液中靜置沉積1h，清洗，烘干，進(jìn)行熱處理。此種多孔鋁網(wǎng)附載二氧化鈦一維陣列有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C30B29/68GK103114330SQ20131005476
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月20日
發(fā)明者李洪義, 王金淑, 李炟聲, 王鴻, 劉曼 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)