我国钛资源丰富,蕴藏量为世界之首,这为发展我国钛酸盐产业创造了有利的条件。钛酸盐中的钛酸钾是一种半导体型的层状金属化合物,作为光催化材料,已有大量的研究报道,而钛酸钾及其相关材料很少作为吸附剂进行研究,主要是由于其本身吸附效率并不高。 本研究中,我们将K₂CO₃和TiO₂通过高温固相反应制得四钛酸钾K₂Ti₄O₉,经酸化处理后得到钛酸H₂Ti₄O₉,利用插层反应,将正十二胺乙醇溶液与之反应,可获得正十二胺柱撑的层状化合物。采用X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）等方法对材料结构进行表征,结果表明钛酸与正十二胺反应后,层间距显著加大,由原0.9nm增大到3.75nm,获得了由两层有机胺离子支撑的类似双分子膜的结构:正十二胺中亲水性的-NH₂基团与层状钛酸层板中的H⁺结合,而疏水性的碳链则集中在层板的中间。 吸附实验发现,有机改性后的钛酸钾材料吸附染料的能力大大提高,308K下,正十二胺改性钛酸材料对酸性红染料的最大吸附量高达590mg/g,对茜素红染料的最大吸附量为144.5mg/g。对正十二胺改性钛酸材料吸附酸性红染料和茜素红染料的吸附等温线进行典型吸附模式模拟研究发现,该吸附反应属放热反应,温度越高,吸附性能越好;对酸性红染料吸附表现为典型的Langmuir吸附模型,对茜素红染料吸附表现为多段的吸附模型。结合XRD结构表征可推断出该吸附过程的吸附机理是:染料分子进入有机胺支撑的层状化合物的层间,和碳链结合,同时使有机胺修饰的层状化合物结构分离,形成单层板的钛酸—正十二胺—染料复合体。染料的结构对吸附行为有很大影响,该材料对疏水性大的染料的吸附能力要远好于对疏水性小的染料。 注意到常见的吸附材料,特别是广泛应用于地下水污染处理的有机粘土,限制其应用的一个主要瓶颈是处理后的材料再生及回收困难。本研究中研究的钛酸钾材料属半导体型材料,吸附的有机污染物可以通过光催化作用进行降解。实验中,我们采用光催化技术回收吸附了染料的吸附剂,紫外漫反射结果表明,在紫外光照射的条件下,吸附在吸附剂上的染料能够被有效降解,这显示出该类型的