[0008] 本发明提供了一种负载二氧化钛光催化剂的聚硅氧烷海绵的制备方法，将聚硅氧烷做成海绵，以三维海绵形式来负载二氧化钛，制得海绵比表面积大大增加，对油性污染物具有较好的吸附和富集能力，从而使更多的TiO2与污染物接触，产生协同效应，提高光催化性能。
[0009] 一种负载二氧化钛光催化剂的聚硅氧烷海绵的制备方法，包括以下步骤：
[0010] 1)将二氧化钛分散于乙醇中，进行超声分散，然后加入硅烷偶联剂进行改性，之后经离心、干燥得到改性二氧化钛；
[0011] 2)将基础组分、交联组分、甲苯、改性二氧化钛混合均匀，加入模具中，然后再在模具中加入物理制孔剂，混合均匀，置于50-120℃环境中6-24h成型，得到装有成型复合海绵的模具；
[0012] 3)将装有成型复合海绵的模具置于水中溶解去除物理制孔剂，得到负载二氧化钛光催化剂的聚硅氧烷海绵。
[0013] 以下作为本发明的优选技术方案：
[0014] 步骤1)中，所述的超声分散的条件：超声功率300～500W，超声时间5～20min，进一步优选，超声功率400W，超声时间10min。
[0015] 所述的硅烷偶联剂为辛基三甲氧基硅烷(OTMS)；
[0016] 所述的改性的条件为：改性温度为40～60℃，改性时间5～7h，进一步优选，改性温度为50℃，改性时间6h；
[0017] 所述的硅烷偶联剂与二氧化钛的质量比为0.3～1.5：10，进一步优选1：10；
[0018] 所述的乙醇与二氧化钛的质量比为100～300：1，乙醇的用量以能够充分分散二氧化钛为准，进一步优选为200：1。
[0019] 改性过程TiO2以德固赛P25、硅烷偶联剂以辛基三甲氧基硅烷(OTMS)为例进行说明。
[0020] 改性目的是为了提高P25与聚硅氧烷的相容性。P25表面存在羟基，导致P25粒子表面呈现出亲水疏油性，而聚硅氧烷为油性物质，两者界面之间存在一定的排斥。当以物理制孔剂为模板进行复合海绵的合成时，P25与聚硅氧烷之间的排斥会导致较多TiO2粒子脱离聚硅氧烷，从而造成负载效果差的情况。而以疏水性硅烷偶联剂对P25进行表面改性，当OTMS接枝在P25表面，则可以增大其表面亲油性，增加其与聚硅氧烷的相容性，从而实现良好的负载效果。但是OTMS的用量也不可过大，否则将导致TiO2与聚硅氧烷的相容性良好，使之更多的存在于聚硅氧烷海绵体内，使其裸露于海绵孔壁的比例降低。同时改性到一定程度后，P25粒子表面存在一层OTMS分子层，产生位阻效应，导致后续的OTMS分子无法参与P25改性。以所得实验结果，OTMS改性剂用量以3％～15％为宜。即所述的硅烷偶联剂与二氧化钛的质量比为0.3～1.5：10。
[0021] 步骤2)中，所述的基础组分、交联组分、甲苯、改性二氧化钛的质量比为20～40：1～5：66：0.33～0.99，进一步优选为30：3：66：0.33～0.99，甲苯的用量不宜较少，否则将无法保证混合液与物理制孔剂的充分润湿包裹。同时甲苯的用量也不宜过多，否则将导致硅油的交联程度降低，影响复合海绵的力学性能，同时导致复合海绵中的TiO2粒子分布不均。
[0022] 所述的基础组分、交联组分为双组分加成硅橡胶A组分和B组分，以市售双组分加成型硅橡胶为载体负载锐钛型纳米TiO2。
[0023] 所述的物理制孔剂为砂糖、绵糖中的一种或两种，进一步优选，所述的物理制孔剂为砂糖、绵糖中的两种，质量比为1：1。
[0024] 所述的物理制孔剂的质量与基础组分和交联组分的两者质量之比为6-20：1，进一步优选，为18：1。
[0025] 将市售砂糖与绵糖加入模具中混合均匀。如果糖制孔剂混合不匀，将会导致海绵内部孔隙分布不均，使得其力学性能较差。两种糖的用量及比例可用来调节复合海绵的孔隙率及比表面积。为了获得较高孔隙率及比表面积，从而使更多的TiO2裸露于海绵孔壁表面，砂糖与绵糖的质量比例以1:1为宜。糖的用量如果较小，则孔隙率较低，比表面积较低；糖的用量如果较大，则将导致海绵孔壁较薄，力学性能差，从而使的其无实际应用价值。砂糖与绵糖的总质量以硅橡胶总质量的6-20：1倍之间为宜。采用的白砂糖与绵糖均为市售，其中白砂糖粒径大于500μm，白绵糖粒径小于500μm。
[0026] 置于60-80℃环境中10-14h成型，进一步优选为置于70℃环境中12h成型。
[0027] 聚硅氧烷/TiO2复合海绵的制备原理为：将基础组分、交联组分、TiO2、溶剂及物理制孔剂混合均匀之后，利用溶剂的挥发及硅油的硅氢加成反应，使均匀包围于物理制孔剂表面的硅油交联固化成型，构筑出三维立体交联结构，混合与硅油中的TiO2则被束缚于固化后的海绵上，随后将物理制孔剂溶解除去，即可得到聚硅氧烷/TiO2复合海绵。
[0028] 所述的基础组分含有端乙烯基硅油和含氢硅油，所述的交联组分含有端乙烯基硅油和Karstedt催化剂，所述的基础组分可具体采用美国道康宁Sylgard 184A产品，所述的交联组分可具体采用美国道康宁Sylgard 184B产品。
[0029] 步骤3)中，将装有成型复合海绵的模具浸入水中去除糖粒子，从而制得负载二氧化钛光催化剂的聚硅氧烷海绵。
[0030] 复合海绵的制备方法采用物理制孔法。基础组分与交联组分发生硅氢加成反应交联固化，改性TiO2存留于复合海绵上，之后除去物理制孔剂，得到复合海绵。
[0031] 所述的负载二氧化钛光催化剂的聚硅氧烷海绵具有孔与孔之间相互贯通的开孔结构，且具有一定的力学性能。
[0032] 进一步优选，一种负载二氧化钛光催化剂的聚硅氧烷海绵的制备方法，包括以下步骤：
[0033] 1)将二氧化钛分散于乙醇中，进行超声分散，然后加入硅烷偶联剂进行改性，之后经离心、干燥得到改性二氧化钛；
[0034] 所述的超声分散的条件：超声功率400W，超声时间10min。
[0035] 所述的硅烷偶联剂为辛基三甲氧基硅烷(OTMS)；
[0036] 所述的改性的条件为：改性温度为50℃，改性时间6h；
[0037] 所述的硅烷偶联剂与二氧化钛的质量比为1：10；
[0038] 所述的乙醇与二氧化钛的质量比为200：1；
[0039] 2)将基础组分、交联组分、甲苯、改性二氧化钛混合均匀，加入模具中，然后再在模具中加入物理制孔剂，混合均匀，置于70℃环境中12h，得到装有成型复合海绵的模具；
[0040] 所述的基础组分、交联组分、甲苯、改性二氧化钛的质量比为30：3：66：0.99；
[0041] 所述的物理制孔剂为砂糖、绵糖中的两种，质量比为1：1；
[0042] 所述的物理制孔剂的质量与基础组分和交联组分的两者质量之比为18：1；
[0043] 3)将装有成型复合海绵的模具置于水中溶解去除物理制孔剂，得到负载二氧化钛光催化剂的聚硅氧烷海绵。
[0044] 该制备方法下，得到的负载二氧化钛光催化剂的聚硅氧烷海绵日光下进行染料降解实验时，第1次日光降解为97％，第5次日光降解为96％，光催化效率很高。
[0045] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0046] 1.本发明所述聚硅氧烷光催化剂海绵孔隙率高、贯通性好比表面积大、裸露于海绵体表面的光催化剂颗粒数量多，且聚硅氧烷海绵对污染物有较强吸附作用。
[0047] 2.由于具有较强吸附性能，当海绵吸附的污染物被负载光催化剂降解之后，会继续吸附水中的污染物，从而实现一个吸附—降解—再吸附—再降解的过程，两者的协同作用使该体系极具实际应用价值。
[0048] 3.本发明采用原料成本较低、工艺简单、且密度较小，可以静置在水面，从而实际应用及回收均十分方便，适宜工业化生产。
