专利名称：一种TiO2-TiC/Fe声敏剂及其制备方法和应用
专利号：ZL 2023 1 0279403.3
专利类型：发明专利
专利权人：扬州大学
发明人：吴晓歌;秦楠
申请日期：2023年03月22日
授权日期：2024年04月26日
01发明创新点
本发明是一种具有多片层结构及氧缺陷、铁掺杂型声敏剂制备的应用，利用纳米碳化钛MXene（Ti3AlC2或者Ti3SiC2）制备具有片层状的TiO2-TiC/Fe复合材料。本发明的TiO2-TiC/Fe声敏剂具有芬顿催化性能和良好的生物安全性及生物可降解性。
02应用领域和范围
声敏剂材料主要应用于超声除藻处理，是将声能作为激发能源的一种控藻方式。相对于光催化易受水体的浑浊度影响，而超声在水中具有良好的穿透力。为了扩大超声除藻的优势，提高短寿命的自由基利用率，通过制备具有纳米通道结构的钛基声敏剂材料，将较低强度的超声辐射用于调控预氧化增效混凝除藻的工作，强化自由基传质，提高氧化能效。
03实施效果
本发明具有以下有益效果：(1)本发明制备的TiO2-TiC/Fe声敏剂具有微孔结构和片层空间，从而得到超高比表面积。(2)本发明制备的TiO2-TiC/Fe声敏剂具有能够作为电子受体促进载流子迁移和分离，吸附并活化氧气能力且具有芬顿催化性能。(3)本发明得到的TiO2-TiC/Fe声敏剂，具有良好的生物安全性, 可应用于超声除藻技术中。
04产业化及市场应用情况
2D层状MXene材料由于其亲水表面、层状结构、良好的化学稳定性、优异的导电性和环境友好特性而引起了广泛的研究，会在电池、催化和超级电容器中大规模开发有应用。
05技术优势
在水源地蓝藻水华频发的背景下，大部分水处理工厂通过传统完全混合式的混凝/絮凝去除藻类，但蓝藻仍是水质安全的严重隐患。其主要原因是：（1）胞外聚合物消耗混凝剂，使得混凝除藻效能下降。（2）“化学预氧化”可通过破坏胞外聚合物结构，促进混凝除藻。但是，加氯、通臭氧、投放高锰酸盐等预氧化技术大多需要与藻类细胞进行长时间接触，增加了藻细胞破裂后产生致癌的藻源性污染物的风险。（3）新型技术，如光/纳米平台协同预氧化蓝藻，可保持藻细胞的完整性。但是，紫外、可见光穿透力差，限制了光催化的作用深度。另外，水中分散的颗粒催化剂产生的自由基无法快速与藻细胞表面的胞外聚合物接触，降低了预氧化能力。
06专利运用及保护
目前，所述声敏剂已申请发明专利，现发明专利已授权。未经专利权人的同意，不得对发明进行商业性制造、使用、许诺销售、销售或者进口，在专利权受到侵害后，通过协商、请求专利行政部门干预或诉讼的方法保护专利权。
07效益分析
2D层状MXene材料由于其亲水表面、层状结构、良好的化学稳定性、优异的导电性和环境友好特性而引起了广泛的研究，会在电池、催化和超级电容器中大规模开发有应用。
08应用前景
超声除藻技术是将声能作为激发能源的一种控藻方式。相对于光催化易受水体的浑浊度影响，而超声在水中具有良好的穿透力。为了扩大超声除藻的优势，提高短寿命的自由基利用率，通过制备具有纳米通道结构的钛基声敏剂材料，将较低强度的超声辐射用于调控预氧化增效混凝除藻的工作，强化自由基传质，提高氧化能效。
津公网安备 12010102000028号
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