一种利用废旧羊毛制备高光催化活性纳米二氧化钛的方法

摘要

本发明公开了一种利用废旧羊毛制备高光催化活性纳米二氧化钛的方法，在酸性条件下使得羊毛发生水解生成氨基酸类小分子物质，最后在水热反应过程中生成的纳米二氧化钛晶粒进行掺杂改性，在晶粒表面包裹一层有机物质薄膜，制得高光催化性能的纳米二氧化钛。本发明采用水热法，在低温水热、强酸性环境中添加羊毛短纤维，纳米二氧化钛晶体在生成、长大的过程中，羊毛纤维同步水解生成小分子的有机物，从而对二氧化钛晶粒进行杂化和表面接枝改性，无需添加其他化学试剂和表面活性剂，制备工艺简单，溶液最终呈中性，排放物不会对环境造成二次污染。

说明书

技术领域

本发明属于纺织工程技术领域，具体涉及一种利用废旧羊毛制备高光催 化活性纳米二氧化钛的方法。

背景技术

二氧化钛的光催化特性自20世纪70年代日本东京大学藤岛昭教授首次 发现以来，由于其具有良好的双亲和性以及灭菌性，目前已广泛应用于抗紫 外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材 料、造纸工业、航天工业、锂电池等行业中。水热合成技术是用来制备纳米 氧化物的一种重要方法，水热法不仅可以制备出一些单组分的微小晶体，而 且可以制备出双组分或多组分的材料，克服某些高温条件无法避免的硬团聚 等不利因素，研究表明，二氧化钛的能带位置与被吸附物质的还原电势决定 了其光催化活性的能力。

目前，人们基于水热法，分别以钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、硫酸钛、四 氯化钛等为前驱体，成功制备出了锐钛矿或金红石型的纳米二氧化钛；或添 加金属元素(如银、铁、铜等)、非金属元素(如碳、氮、硫等)、稀土元素 (如铕、钕、镧等)以增强纳米二氧化钛的光催化活性，提高对可见光的吸 收能力。羊毛主要由角朊蛋白质构成，其中角朊含量占97％，无机物占1～ 3％。构成角朊的主要元素包括碳、氧、氮、硫和氢等。角朊是由多种α-氨 基酸残基构成,其大分子链上含有羧基、胺基和羟基等基团，分子间形成盐式 键和氢键等，长链之间由胱氨酸的二硫键联结。羊毛较耐酸但不耐碱，这是 因为碱容易分解羊毛中胱氨酸的二硫基。直至今日，废旧羊毛的回收再利用 还没有很好地解决。利用羊毛在酸性溶液中水解，生成富含有机成分的小分 子物质，在钛酸四丁酯(或钛酸异丙酯、硫酸钛、四氯化钛)水热反应制备 纳米二氧化钛过程中，将羊毛水解生成的碳、氮、硫等有机元素掺杂在二氧 化钛颗粒表面形成一薄包覆层，提高纳米二氧化钛对紫外线和可见光的光催 化活性。目前有关使用废旧羊毛来制备高光催化活性纳米二氧化钛的相关技 术还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用废旧羊毛制备高光催化活性纳米二氧化 钛的方法，将废旧羊毛水解，使其中的碳、氮、硫等有机元素掺杂在二氧化 钛颗粒表面形成一薄包覆层，提高纳米二氧化钛对紫外线和可见光的光催化 活性。

本发明所采用的技术方案是，一种利用废旧羊毛制备高光催化活性纳米 二氧化钛的方法，具体制备过程为：

步骤1，利用钛盐制备前驱体溶液；

步骤2，废旧羊毛预处理，得羊毛短纤维；

步骤3，利用步骤1所得的前驱体溶液与步骤2所得羊毛短纤维进行纳 米二氧化钛粉体的制备。

本发明的特征还在于，

步骤1中，前驱体溶液的配制过程为：

称取钛盐，将其溶解到无水乙醇中，搅拌均匀后，缓慢加入去离子水， 得白色乳状透明溶液，再利用盐酸或硫酸调节其pH至1～2，得前驱体溶 液，备用。

钛盐为钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、四氯化钛或硫酸钛中的一种。

所得前驱体溶液中钛盐与无水乙醇的用量比为1:1；去离子水的用量为 钛盐与无水乙醇总量的7倍。

步骤2中，羊毛预处理的具体过程为：

步骤2.1：称取废旧羊毛，将其置于碱性混合液中浸泡处理30～50min， 然后用30℃～50℃无水乙醇溶液浸泡10～20min，再用去离子水漂洗1～3 次，最后将洗净的羊毛在80℃～110℃条件下烘干；

步骤2.2：用旋转扭刀式纤维切断机将步骤1.1所得羊毛切断成长度小于 5mm的短纤维。

步骤2.1中，碱性混合液的pH为8.5～9.5，碱性混合液由双氧水、碳酸 钠及硅酸钠混合而成，其中，质量浓度30％的双氧水10～20ml/L、碳酸钠 0.5g/L～2g/L、硅酸钠0.5g/L～2g/L。

步骤2.1中，废旧羊毛与碱性混合液的浴比为1：30～50。

步骤3中，纳米二氧化钛粉体的具体制备过程为：

步骤3.1：将步骤2所得羊毛短纤维浸泡在步骤1所得前驱体溶液中5～ 10min后，转移至高温高压反应釜中，密封后将高温高压反应釜置于均相反 应器中，以1℃/min～3℃/min速率升温至110℃～130℃，以100～200转/min 速率恒温反应2h～5h后，冷却至室温，进行离心处理；

步骤3.2：将离心后的上层清液倒掉，残液浸泡在丙酮溶液中，在频率 40kHz、功率100W条件下超声清洗10～20min，然后浸泡在无水乙醇溶液 中超声清洗10～20min，接着用去离子水超声清洗3次，每次5～10min，最 后在100℃～120℃条件下真空烘干，研磨后，即得纳米二氧化钛粉体。

步骤3.1中，羊毛短纤维的用量为前驱体溶液中钛盐用量的1～10％。

本发明的有益效果是，

(1)本发明采用水热法，以钛酸四丁酯(或钛酸异丙酯、硫酸钛、四 氯化钛)为前驱体，在低温水热、强酸性环境中添加羊毛短纤维，纳米二氧 化钛晶体在生成、长大的过程中，羊毛纤维同步水解生成小分子的有机物， 从而对二氧化钛晶粒进行杂化和表面接枝改性，无需添加其他化学试剂和表 面活性剂，制备工艺简单，溶液最终呈中性，排放物不会对环境造成二次污 染。

(2)本发明使用钛酸四丁酯、钛酸异丙酯和硫酸钛为前驱体时，可以 制备出锐钛矿型纳米二氧化钛颗粒，而使用四氯化钛为前驱体时，能够制备 出金红石型纳米二氧化钛。反应过程中羊毛水解生成的小分子有机物能够对 这两种晶型的纳米二氧化钛进行掺杂和表面接枝改性，但不会破坏二氧化钛 的晶体结构。同时羊毛纤维水解生成的小分子线团能够控制二氧化钛晶粒大 小，可以有效防止纳米二氧化钛产生团聚。

(3)本发明制备出的掺杂有机元素的纳米二氧化钛不仅光催化活性强， 而且使用寿命长，可以反复多次使用，包覆在二氧化钛颗粒表面的有机成分 即使浸泡在丙酮、无水乙醇等有机溶剂中也不会溶解。

附图说明

图1为本发明实施例3所得纳米二氧化钛的扫描电镜照片；

图2为本发明实施例6所得纳米二氧化钛的扫描电镜照片；

图3为本发明实施例3所得纳米二氧化钛的能谱图；

图4为本发明实施例6所得纳米二氧化钛的能谱图；

图5为本发明实施例3、实施例6、对比例1及对比例2所得纳米二氧 化钛的X射线衍射谱图；

图6为本发明实施例3、实施例6、对比例1及对比例2所得纳米二氧 化钛的紫外可见光漫反射光谱曲线；

图7为本发明实施例3、实施例6、对比例1及对比例2所得纳米二氧 化钛的紫外线辐照光催化降解罗丹明B曲线；

图8为本发明实施例3、实施例6、对比例1及对比例2所得纳米二氧 化钛的可见光辐照光催化降解罗丹明B曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明使用钛酸四丁酯(或钛酸异丙酯、硫酸钛、四氯化钛)配制纳米 二氧化钛前驱体溶液，然后在酸性条件下使得羊毛发生水解生成氨基酸类 小分子物质，最后在水热反应过程中生成的纳米二氧化钛晶粒进行掺杂改 性，在晶粒表面包裹一层有机物质薄膜，以提高纳米二氧化钛的光催化性 能。

本发明一种利用废旧羊毛制备高光催化活性纳米二氧化钛的方法，将废 旧羊毛在酸性溶液水解成小分子物质并对纳米二氧化钛晶粒进行掺杂包裹， 具体制备过程为：

步骤1、配制钛酸四丁酯(或钛酸异丙酯、硫酸钛、四氯化钛)前驱体 溶液；

量取钛酸四丁酯(或钛酸异丙酯、硫酸钛与尿素溶液、四氯化钛)溶液， 然后将其溶解到无水乙醇溶液中，并不断地搅拌，接着加入去离子水，一边 缓慢地加入一边快速地搅拌，形成白色乳状透明溶液，最后使用盐酸(或硫 酸)调节混合溶液pH值为1～2；其中，钛酸四丁酯(或钛酸异丙酯、硫 酸钛、四氯化钛)溶液与无水乙醇的用量比为1:1，去离子水的用量为钛盐 与无水乙醇总量的7倍。

步骤2、废旧羊毛的清洗与粉碎；

步骤2.1、按照浴比1：30～50，称取一定量的废旧羊毛，在50～60℃、 pH值为8.5～9.5条件下，用质量浓度30％的双氧水10～20ml/L、碳酸钠 0.5g/L～2g/L、硅酸钠0.5g/L～2g/L配制成的混合溶液处理30～50min，然 后用30℃～50℃无水乙醇溶液浸泡10～20min，再用去离子水漂洗1～3次， 最后将洗净的羊毛在80℃～110℃条件下烘干。

步骤2.2、用旋转扭刀式纤维切断机将步骤2.1得到的洗净羊毛切断成 长度小于5mm的短纤维。

步骤3、水热环境中纳米二氧化钛粉体的制备；

按照钛酸四丁酯(或钛酸异丙酯、硫酸钛、四氯化钛)用量的1～10％ 称取羊毛短纤维，并将其加入到步骤1配制好的前驱体溶液中，浸泡5～ 10min后将其转移至高温高压反应釜中，混合溶液占反应釜体积的70％～ 90％，密封后将高温高压反应釜置于均相反应器中，以1℃/min～3℃/min速 率升温至110℃～130℃，以100～200转/min速率恒温反应2h～5h。

待反应釜冷却至室温后，将离心后的上层清液倒掉，残夜浸泡在丙酮 溶液中，在频率40kHz、功率100W条件下超声清洗10～20min，然后浸泡 在无水乙醇溶液中超声清洗10～20min，接着用去离子水超声清洗3次，每 次5～10min，最后在100℃～120℃条件下真空烘干，研磨备用。

实施例1

量取5mL的钛酸四丁酯将其溶解在5mL的无水乙醇溶液中，并不断地 搅拌，然后缓慢添加70mL的去离子水并快速地搅拌，形成白色乳状透明溶 液用盐酸调节溶液pH值为1。按照浴比1：30，称取废旧羊毛，在50℃、 pH值为8.5条件下，用质量浓度30％的双氧水10ml/L、碳酸钠0.5g/L、硅 酸钠0.5g/L配制成的混合溶液处理30min，然后用30℃无水乙醇溶液浸泡 10min，再用去离子水漂洗1次，最后将洗净的羊毛在80℃条件下烘干。用 旋转扭刀式纤维切断机将洗净的羊毛切断成长度小于5mm的短纤维。按照 钛酸四丁酯用量的1％称取羊毛短纤维，将其加入到前驱体溶液中，浸泡 5min后将其转移至高温高压反应釜中，溶液体积占反应釜体积的70％，密 封后将反应釜置于均相反应器中并以1℃/min速率升温至110℃，以100转 /min速率恒温反应2h。待反应釜冷却至室温后，将离心后的上层清液倒 掉，残夜浸泡在丙酮溶液中，在频率40kHz、功率100W条件下超声清洗 10min，然后浸泡在无水乙醇溶液中超声清洗10min，接着用去离子水超声 清洗3次，每次5min，最后在100℃条件下真空烘干，研磨后，即得纳米二 氧化钛粉体。

实施例2

量取5mL的钛酸四丁酯将其溶解在5mL的无水乙醇溶液中，并不断地 搅拌，然后缓慢添加70mL的去离子水并快速地搅拌，形成白色乳状透明溶 液用盐酸调节溶液pH值为2。按照浴比1：50，称取一定量的废旧羊毛，在 60℃、pH值为9.5条件下，用质量浓度30％的双氧水20ml/L、碳酸钠 2g/L、硅酸钠2g/L配制成的混合溶液处理50min，然后用50℃无水乙醇溶 液浸泡20min，再用去离子水漂洗3次，最后将洗净的羊毛在110℃条件下 烘干。用旋转扭刀式纤维切断机将洗净的羊毛切断成长度小于5mm的短纤 维。按照钛酸四丁酯用量的10％称取羊毛短纤维，将其加入到前驱体溶液 中，浸泡10min后将其转移至高温高压反应釜中，溶液体积占反应釜体积 的90％，密封后将反应釜置于均相反应器中并以3℃/min速率升温至 130℃，以200转/min速率恒温反应5h。待反应釜冷却至室温后，将离心后 的上层清液倒掉，残夜浸泡在丙酮溶液中，在频率40kHz、功率100W条件 下超声清洗20min，然后浸泡在无水乙醇溶液中超声清洗20min，接着用去 离子水超声清洗3次，每次10min，最后在120℃条件下真空烘干，研磨后， 即得纳米二氧化钛粉体。

实施例3

量取5mL的钛酸四丁酯将其溶解在5mL的无水乙醇溶液中，并不断地 搅拌，然后缓慢添加70mL的去离子水并快速地搅拌，形成白色乳状透明溶 液用盐酸调节溶液pH值为1.5。按照浴比1：40，称取一定量的废旧羊毛， 在55℃、pH值为9条件下，用质量浓度30％的双氧水15ml/L、碳酸钠 1.5g/L、硅酸钠1g/L配制成的混合溶液处理40min，然后用40℃无水乙醇溶 液浸泡15min，再用去离子水漂洗2次，最后将洗净的羊毛在100℃条件下 烘干。用旋转扭刀式纤维切断机将洗净的羊毛切断成长度小于5mm的短纤 维。按照钛酸四丁酯用量的6％称取羊毛短纤维，将其加入到前驱体溶液 中，浸泡8min后将其转移至高温高压反应釜中，溶液体积占反应釜体积的 80％，密封后将反应釜置于均相反应器中并以2℃/min速率升温至120℃， 以150转/min速率恒温反应3h。待反应釜冷却至室温后，将离心后的上层 清液倒掉，残夜浸泡在丙酮溶液中，在频率40kHz、功率100W条件下超声 清洗15min，然后浸泡在无水乙醇溶液中超声清洗15min，接着用去离子水 超声清洗2次，每次7min，最后在110℃条件下真空烘干，研磨后，即得纳 米二氧化钛粉体。

实施例4

量取5mL的四氯化钛将其溶解在5mL的无水乙醇溶液中，并不断地搅 拌，然后缓慢添加70mL的去离子水并快速地搅拌，形成白色乳状透明溶液 用盐酸调节溶液pH值为1。按照浴比1：35，称取废旧羊毛，在50℃、pH 值为8.5条件下，用质量浓度30％的双氧水10ml/L、碳酸钠0.8g/L、硅酸钠 0.8g/L配制成的混合溶液处理35min，然后用30℃无水乙醇溶液浸泡 10min，再用去离子水漂洗1次，最后将洗净的羊毛在90℃条件下烘干。用 旋转扭刀式纤维切断机将洗净的羊毛切断成长度小于5mm的短纤维。按照 四氯化钛用量的1％称取羊毛短纤维，将其加入到前驱体溶液中，浸泡6min 后将其转移至高温高压反应釜中，溶液体积占反应釜体积的70％，密封后 将反应釜置于均相反应器中并以1℃/min速率升温至115℃，以130转/min 速率恒温反应3h。待反应釜冷却至室温后，将离心后的上层清液倒掉，残 夜浸泡在丙酮溶液中，在频率40kHz、功率100W条件下超声清洗12min， 然后浸泡在无水乙醇溶液中超声清洗12min，接着用去离子水超声清洗3 次，每次8min，最后在100℃条件下真空烘干，研磨后，即得纳米二氧化钛 粉体。

实施例5

量取5mL的四氯化钛将其溶解在5mL的无水乙醇溶液中，并不断地搅 拌，然后缓慢添加70mL的去离子水并快速地搅拌，形成白色乳状透明溶液 用盐酸调节溶液pH值为2。按照浴比1：48，称取一定量的废旧羊毛，在 60℃、pH值为9.5条件下，用质量浓度30％的双氧水20ml/L、碳酸钠 2g/L、硅酸钠2g/L配制成的混合溶液处理50min，然后用50℃无水乙醇溶 液浸泡20min，再用去离子水漂洗3次，最后将洗净的羊毛在105℃条件下 烘干。用旋转扭刀式纤维切断机将洗净的羊毛切断成长度小于5mm的短纤 维。按照四氯化钛用量的10％称取羊毛短纤维，将其加入到前驱体溶液 中，浸泡10min后将其转移至高温高压反应釜中，溶液体积占反应釜体积 的90％，密封后将反应釜置于均相反应器中并以3℃/min速率升温至 125℃，以190转/min速率恒温反应5h。待反应釜冷却至室温后，将离心后 的上层清液倒掉，残夜浸泡在丙酮溶液中，在频率40kHz、功率100W条件 下超声清洗20min，然后浸泡在无水乙醇溶液中超声清洗20min，接着用去 离子水超声清洗3次，每次10min，最后在120℃条件下真空烘干，研磨备 用。

实施例6

量取5mL的四氯化钛将其溶解在5mL的无水乙醇溶液中，并不断地搅 拌，然后缓慢添加70mL的去离子水并快速地搅拌，形成白色乳状透明溶液 用盐酸调节溶液pH值为1.5。按照浴比1：38，称取一定量的废旧羊毛，在 56℃、pH值为9条件下，用质量浓度30％的双氧水16ml/L、碳酸钠 1.5g/L、硅酸钠1g/L配制成的混合溶液处理40min，然后用40℃无水乙醇溶 液浸泡15min，再用去离子水漂洗2次，最后将洗净的羊毛在100℃条件下 烘干。用旋转扭刀式纤维切断机将洗净的羊毛切断成长度小于5mm的短纤 维。按照四氯化钛用量的5％称取羊毛短纤维，将其加入到前驱体溶液中， 浸泡7min后将其转移至高温高压反应釜中，溶液体积占反应釜体积的 80％，密封后将反应釜置于均相反应器中并以2℃/min速率升温至120℃， 以150转/min速率恒温反应3h。待反应釜冷却至室温后，将离心后的上层 清液倒掉，残夜浸泡在丙酮溶液中，在频率40kHz、功率100W条件下超声 清洗15min，然后浸泡在无水乙醇溶液中超声清洗15min，接着用去离子水 超声清洗2次，每次7min，最后在110℃条件下真空烘干，研磨后，即得纳 米二氧化钛粉体。

实施例7

量取5mL的钛酸异丙酯将其溶解在5mL的无水乙醇溶液中，并不断地 搅拌，然后缓慢添加70mL的去离子水并快速地搅拌，形成白色乳状透明溶 液用盐酸调节溶液pH值为1.5。按照浴比1：45，称取一定量的废旧羊毛， 在53℃、pH值为9条件下，用质量浓度30％的双氧水16ml/L、碳酸钠 1.5g/L、硅酸钠1.3g/L配制成的混合溶液处理40min，然后用40℃无水乙醇 溶液浸泡15min，再用去离子水漂洗2次，最后将洗净的羊毛在90℃条件下 烘干。用旋转扭刀式纤维切断机将洗净的羊毛切断成长度小于5mm的短纤 维。按照钛酸异丙酯用量的7％称取羊毛短纤维，将其加入到前驱体溶液 中，浸泡8min后将其转移至高温高压反应釜中，溶液体积占反应釜体积的 80％，密封后将反应釜置于均相反应器中并以2℃/min速率升温至120℃， 以150转/min速率恒温反应3.5h。待反应釜冷却至室温后，将离心后的上层 清液倒掉，残夜浸泡在丙酮溶液中，在频率40kHz、功率100W条件下超声 清洗15min，然后浸泡在无水乙醇溶液中超声清洗15min，接着用去离子水 超声清洗2次，每次7min，最后在110℃条件下真空烘干，研磨后，即得纳 米二氧化钛粉体。

实施例8

量取4g的硫酸钛和10g的尿素将其溶解在5mL的无水乙醇溶液中，并 不断地搅拌，然后缓慢添加70mL的去离子水并快速地搅拌，形成白色乳状 透明溶液用盐酸调节溶液pH值为1.5。按照浴比1：38，称取一定量的废旧 羊毛，在57℃、pH值为9条件下，用质量浓度30％的双氧水15ml/L、碳酸 钠1.5g/L、硅酸钠1g/L配制成的混合溶液处理40min，然后用40℃无水乙 醇溶液浸泡15min，再用去离子水漂洗3次，最后将洗净的羊毛在95℃条件 下烘干。用旋转扭刀式纤维切断机将洗净的羊毛切断成长度小于5mm的短 纤维。按照硫酸钛用量的8％称取羊毛短纤维，将其加入到前驱体溶液中， 浸泡9min后将其转移至高温高压反应釜中，溶液体积占反应釜体积的 80％，密封后将反应釜置于均相反应器中并以2℃/min速率升温至130℃， 以180转/min速率恒温反应2.5h。待反应釜冷却至室温后，将离心后的上层 清液倒掉，残夜浸泡在丙酮溶液中，在频率40kHz、功率100W条件下超声 清洗15min，然后浸泡在无水乙醇溶液中超声清洗15min，接着用去离子水 超声清洗2次，每次8min，最后在110℃条件下真空烘干，研磨后，即得纳 米二氧化钛粉体。

对比例1

量取5mL的钛酸四丁酯将其溶解在5mL的无水乙醇溶液中，并不断地 搅拌，然后缓慢添加70mL的去离子水并快速地搅拌，形成白色乳状透明溶 液用盐酸调节溶液pH值为1.5的前驱体溶液。将前驱体溶液转移至高温高 压反应釜中，溶液体积占反应釜体积的80％，密封后将反应釜置于均相反 应器中并以2℃/min速率升温至120℃，以150转/min速率恒温反应3h。待 反应釜冷却至室温后，将离心后的上层清液倒掉，残夜浸泡在丙酮溶液 中，在频率40kHz、功率100W条件下超声清洗15min，然后浸泡在无水乙 醇溶液中超声清洗15min，接着用去离子水超声清洗2次，每次7min，最后 在110℃条件下真空烘干，研磨后，即得纳米二氧化钛粉体。

对比例2

量取5mL的四氯化钛将其溶解在5mL的无水乙醇溶液中，并不断地搅 拌，然后缓慢添加70mL的去离子水并快速地搅拌，形成白色乳状透明溶液 用盐酸调节溶液pH值为1.5的前驱体溶液。将前驱体溶液转移至高温高压 反应釜中，溶液体积占反应釜体积的80％，密封后将反应釜置于均相反应 器中并以2℃/min速率升温至120℃，以150转/min速率恒温反应3h。待反 应釜冷却至室温后，将离心后的上层清液倒掉，残夜浸泡在丙酮溶液中， 在频率40kHz、功率100W条件下超声清洗15min，然后浸泡在无水乙醇溶 液中超声清洗15min，接着用去离子水超声清洗2次，每次7min，最后在 110℃条件下真空烘干，研磨后，即得纳米二氧化钛粉体。

本发明纳米二氧化钛光催化降解罗丹明B染料性能测试采用光化学反 应仪，具体过程为：在直径约2cm的石英玻璃试管中加入体积50mL、质量 百分比浓度5mg/L的罗丹明B溶液，再添加0.01g的纳米二氧化钛粉体并放 入磁力转子，置于暗室中磁力搅拌60min，达到吸附平衡后将装有罗丹明B 溶液的试管放置于光化学反应仪中并用1000W的汞灯进行辐照，试管距光 源15cm。用400nm以下滤光片来测定紫外线辐照时的光催化活性，每隔 10min取出一定体积的溶液用分光光度计在554nm处测定吸光度。用400nm 以上滤光片来测定可见光辐照时的光催化活性，每隔15min取出一定体积的 溶液用分光光度计在554nm处测定吸光度。并按照公式(1)计算罗丹明B 染料的降解率D。

$D=\frac{C_0-C_t}{C_0}\times 100\%---\left(1\right)$

式中：C₀是吸附饱和后罗丹明B溶液的起始浓度，C_t是照射一定时间后罗 丹明B溶液的浓度，t为辐照时间。

测试结果为：本发明实施例1所得纳米二氧化钛在紫外线辐照60min后 降解率为94％，可见光辐照90min后降解率为92％。本发明实施例2所得纳 米二氧化钛在紫外线辐照60min后降解率为95％，可见光辐照90min后降解 率为94％。本发明实施例3所得纳米二氧化钛在紫外线辐照60min后降解率 为99％，可见光辐照90min后降解率为98％。

图1是本发明实施例3所得纳米二氧化钛的扫描电镜照片。可以看出， 添加粉碎了的羊毛纤维用钛酸四丁酯制备出的二氧化钛为纳米级，颗粒尺寸 大小比较均匀。图2是本发明实施例6所得纳米二氧化钛的扫描电镜照片。 可以看出，添加粉碎了的羊毛纤维用四氯化钛制备出的二氧化钛为纳米级， 颗粒尺寸比较接近。图3是本发明实施例3所得纳米二氧化钛的能谱图。可 以看出，钛酸四丁酯加羊毛制备出的纳米二氧化钛中含有一定量的有机成 分，除了O、Ti元素外，还含有C、N、S和Cl元素。图4是本发明实施例 6所得纳米二氧化钛的能谱图。可以看出，四氯化钛加羊毛制备出的纳米二 氧化钛中含有一定量的有机成分，除了O、Ti元素外，还含有C、S和Cl 元素。图5是实施例3、实施例6、对比例1及对比例2所得纳米二氧化钛 的X射线衍射谱图。可以看出，使用钛酸四丁酯(对比例1)制备出的纳米 二氧化钛在衍射角为25.3°，37.8°，48.0°，55.1°，62.7°，68.8°和75.0°处出 现了明显的衍射峰，为锐钛矿型，而钛酸四丁酯加羊毛(实施例3)制备出 的纳米二氧化钛在相同位置也出现了衍射峰，但强度有所减小，表明颗粒尺 寸更小。使用四氯化钛(对比例2)制备出的纳米二氧化钛粉体在衍射角为 27.5°，36.1°，41.3°，54.4°，62.8°，69.1°处出现了较强的衍射峰，为金红石 型，而四氯化钛加羊毛(实施例6)制备出的纳米二氧化钛在相同位置也出 现了衍射峰，强度有所减小表明颗粒尺寸有所减小。图6是实施例3、实施 例6、对比例1及对比例2所得纳米二氧化钛的紫外可见光漫反射光谱曲线。 与四氯化钛(对比例2)制备出的纳米二氧化钛相比，四氯化钛加羊毛(实 施例6)制备出的纳米二氧化钛对紫外线和可见光的吸收显著增强。较钛酸 四丁酯(对比例1)制备出的纳米二氧化钛，钛酸四丁酯加羊毛(实施例3) 制备出的纳米二氧化钛对紫外线和可见光的吸收能力也明显增强，意味着加 羊毛制备出的纳米二氧化钛光催化活性更高。图7是实施例3、实施例6、 对比例1及对比例2所得纳米二氧化钛的紫外线辐照光催化降解罗丹明B曲 线。可以看出，紫外线辐照光催化降解罗丹明B时，钛酸四丁酯加羊毛(实 施例3)制备出的纳米二氧化钛光催化活性要好于钛酸四丁酯(对比例1) 制备出的纳米二氧化钛；四氯化钛加羊毛(实施例6)制备出的纳米二氧化 钛光催化活性也要好于四氯化钛(对比例2)制备出的纳米二氧化钛。图8 是实施例3、实施例6、对比例1及对比例2所得纳米二氧化钛的可见光辐 照光催化降解罗丹明B曲线。可以看出，可见光辐照光催化降解罗丹明B 时，钛酸四丁酯加羊毛(实施例3)制备出的纳米二氧化钛光催化活性要好 于钛酸四丁酯(对比例1)制备出的纳米二氧化钛；四氯化钛加羊毛(实施 例6)制备出的纳米二氧化钛光催化活性同样也要好于四氯化钛(对比例2) 制备出的纳米二氧化钛。