CN110193350A - 负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂及其制备方法与应用 - Google Patents

负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂及其制备方法与应用。所述制备方法包括：将生物质原料于150～200℃处理8h以上，之后对所获固形物进行冷冻干燥处理，获得生物质碳气凝胶；以及，使所述生物质碳气凝胶与含钛试剂的溶液充分接触，所述含钛试剂选自在水热条件下能够分解生成二氧化钛的化合物，之后在强碱溶液中进行水热反应，获得负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂。本发明的生物质碳气凝胶吸附剂对吸附分离溶液中铷、铯离子的选择性好，吸附量高，去除时间较短，抗辐射和热稳定性好，可以实现对溶液中铷铯的吸附分离；该物质为块状，便于固液分离，可进行柱操作，尤其可以用于通过动态柱吸附分离溶液中的铷、铯离子。

Description

负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种碳气凝胶吸附剂，尤其涉及一种负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂及其制备方法，以及其在吸附分离铷、铯离子中的应用，属于吸附剂的制备技术领域。
背景技术
生物质碳气凝胶材料是一种价格低廉、来源广泛、环境友好型的优质骨架材料，由于其多孔性、质轻且易于表面修饰等优点，在超级电容器、电吸附电极、催化剂载体及吸附分离等方面具有广泛的应用。生物质碳气凝胶可以由生物质材料通过低温水热、冷冻干燥等手段得到，在制备过程中，生物质碳气凝胶材料骨架结构中会带有大量的可修饰基团，如羰基、羧基、羟基等，有利于进行功能化改造和表面修饰，从而得到具有对目标离子具有选择性的吸附材料。生物质碳气凝胶材料常用与吸附分离有机污染物、重金属离子等，但是其在盐湖卤水中元素的分离方面应用较少。
铷铯及其化合物由于其特有的光电特性，在生物医药、电子器件、航空航天等领域具有一些特殊的不可替代的应用。随着科技的发展，对铷铯的需求也越来越大。自然界中铷铯资源包括固体和液体资源两部分，其中液体资源主要是指海水和盐湖卤水。目前，如何开发利用盐湖卤水中的铷铯已经引起了人们的广泛关注。
萃取法是从溶液中分离铷铯的常用方法之一，溶剂萃取法分离、提取铷铯是近年来研究较多、应用潜力较大、进展较快的技术，该法处理容量大，反应速度快，易实现连续自动化操作。该方法采用的主要萃取剂有冠醚、酚醇类试剂、杯芳烃、二苦胺及其衍生物等。但是溶剂萃取过程中需要用到大量的有机溶剂和萃取剂，另外还需要用到大量酸进行反萃。
沉淀法利用溶液中铷铯离子能与大体积的某些试剂反应结合形成难溶化合物或结晶沉淀，实现铷铯与其他金属的分离。常用于沉淀铷离子的大体积阴离子物质主要有：杂多酸、多卤化物、络合酸盐、矾类和某些有机试剂等。此法可用于粗产品进一步提纯，适用于浓度较高的体系中分离铷铯，且由于有些沉淀剂价格较高，沉淀过程较复杂，生成的沉淀物稳定性差，故而此法应用较少。
吸附法(离子交换法)是一种比较适合于低浓度溶液中分离铷铯的方法。常用的吸附剂分为有机树脂吸附剂和无机吸附剂。有机树脂虽然交换容量大，但耐热性和抗辐射性能差，且易受高价金属离子的干扰，在工业应用中价值不大。无机吸附剂包括沸石、杂多酸盐、铁氰化物等，其选择性高、吸附性好、过程易控、可连续操作，又克服耐热性和抗辐射性能差的缺点。无机离子吸附法工艺简单、选择性好、回收率高，易实现工业化，成为目前研究的重点。
综上所述，无机吸附剂是适合于溶液中分离铷铯的方法，但是由于铷铯的无机吸附剂多为粉晶结构，颗粒小，不利于固液分离和上柱操作。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
本发明的另一目的还在于提供所述负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂在对铷、铯离子吸附分离中的应用。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂的制备方法，其包括：
将生物质原料于150～200℃处理8h以上，之后对所获固形物进行冷冻干燥处理，获得生物质碳气凝胶；以及，
使所述生物质碳气凝胶与含钛试剂的溶液充分接触，所述含钛试剂选自在水热条件下能够分解生成二氧化钛的化合物，之后在强碱溶液中进行水热反应，获得负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂。
在一些优选实施例中，所述制备方法具体包括：
1)将生物质原料于150～200℃处理8～24h，
2)将步骤1)所获固形物于-50～-80℃冷冻8～24h，再于-50～-80℃干燥24～72h，获得生物质碳气凝胶；
3)将所述生物质碳气凝胶置于含钛试剂的溶液中振荡20～60min，之后浸渍12～48h，之后转移至强碱溶液中，振荡20～60min，并于150～200℃进行水热反应12～48h，获得负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂。
本发明实施例还提供了由前述方法制备的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂。
本发明实施例还提供了前述的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂于吸附分离铷离子和/或铯离子中的应用。
本发明实施例还提供了一种铷离子和/或铯离子的吸附分离方法，其包括：使前述的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂与含有铷离子和/或铯离子的溶液接触。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：
1)本发明提供的负载钛酸盐(主要是钛酸钠和钛酸钾)的生物质碳气凝胶吸附剂的制备方法采用的生物质碳气凝胶原料易得，成本低；
2)本发明提供的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂制备过程简单易行，所得吸附剂稳定性好，机械强度高；
3)本发明提供的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂对吸附分离溶液中铷、铯离子的选择性好，吸附量高，去除时间较短，抗辐射和热稳定性好，可以实现对溶液中铷铯的吸附分离；该物质为块状，便于固液分离，可进行柱操作，尤其可以用于通过动态柱吸附分离溶液中的铷、铯离子，而且该物质容易再生，循环使用。
附图说明
图1a-图1b是本发明实施例2制备的西瓜皮基碳气凝胶吸附剂的SEM图。
图1c-图1d是本发明实施例4制备的高温碳化的柚子皮基碳气凝胶吸附剂的SEM图。
图2是本发明实施例2制备的西瓜皮基碳气凝胶吸附剂的吸附前后的XRD图。
图3是本发明实施例2制备的西瓜皮基碳气凝胶吸附剂的N2吸附脱附曲线图。
图4是本发明实施例1中乙醇与钛酸四丁酯的用量对柚子皮碳气凝胶吸附剂吸附铷、铯离子的影响结果示意图。
图5是本发明实施例2中氢氧化钠浓度对西瓜皮基碳气凝胶吸附剂吸附铷、铯离子的影响结果示意图。
图6是本发明实施例3中乙醇与钛酸四丁酯的用量对碳化西瓜皮碳气凝胶吸附剂吸附铷、铯离子的影响结果示意图。
图7是本发明实施例4中氢氧化钠浓度对碳化柚子皮基碳气凝胶吸附剂吸附铷、铯离子的影响结果示意图。
图8a-图8b是本发明实施例7制备的西瓜皮基碳气凝胶吸附剂的SEM图。
图8c-图8d是本发明实施例8制备的高温碳化的西瓜皮基碳气凝胶吸附剂的SEM图。
图9a是本发明实施例7中氢氧化钾浓度对西瓜皮基碳气凝胶吸附剂吸附铷、铯离子的影响结果示意图。
图9b是本发明实施例8中氢氧化钾浓度对高温碳化的西瓜皮基碳气凝胶吸附剂吸附铷、铯离子的影响结果示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，旨在提供一种负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂的制备方法。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供的一种负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂的制备方法，其包括：
将生物质原料于150～200℃处理8h以上，之后对所获固形物进行冷冻干燥处理，获得生物质碳气凝胶；以及，
使所述生物质碳气凝胶与含钛试剂的溶液充分接触，所述含钛试剂选自在水热条件下能够分解生成二氧化钛的化合物，之后在强碱溶液中进行水热反应，获得负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂。
在一些实施方案中，所述的制备方法具体包括：
1)将生物质原料于150～200℃处理8～24h，
2)将步骤1)所获固形物于-50～-80℃冷冻8～24h，再于-50～-80℃干燥24～72h，获得生物质碳气凝胶；
3)将所述生物质碳气凝胶置于含钛试剂的溶液中振荡20～60min，之后浸渍12～48h，之后转移至强碱溶液中，振荡20～60min，并于150～200℃进行水热反应12～48h，获得负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂。
在一些实施方案中，步骤1)中，所述生物质原料可以包括柚子皮、西瓜皮、莴苣和核桃皮等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
在一些实施方案中，所述的强碱选自NaOH或KOH等，但不限于此。
进一步地，步骤1)还包括：在反应完成后，将所获固形物置于清洗液中浸渍8～24h，然后取出固体用蒸馏水清洗直至清洗液为透明无色液体。
进一步地，所述清洗液包括酒精和水的组合。其中，所述酒精与水的体积比为0：1～1：0。
在一些实施方案中，步骤2)还包括：在保护性气氛中，对所述生物质碳气凝胶进行高温碳化处理，其中的碳化处理的温度为700～900℃，时间为1～3h，获得高温碳化气凝胶。
进一步地，所述保护性气氛可以是氮气气氛，但不限于此。
在一些实施方案中，步骤3)中，所述含钛试剂包括钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、四氯化钛、硫酸钛等中的任意一种或两种以上的组合，优选为钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯等，但不限于此。
进一步地，步骤3)中，所述含钛试剂的溶液包括体积比为1：0～1：3的含钛试剂与溶剂。
更进一步地，所述溶剂包括乙醇，但不限于此。
进一步地，所述强碱溶液的浓度为1～10mol/L。
进一步地，步骤3)还包括：在水热反应完成后，以清洗液对所获反应产物进行多次洗涤，至清洗液澄清且pH接近中性，之后于80～150℃干燥12～48h，获得负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂。
进一步地，所述清洗液包括酒精和水的组合。其中，所述酒精与水的体积比为0：1～1：0。
在一些更为典型的具体实施案例之中，本发明的一种负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)把清洗干净的生物质原料(柚子皮、西瓜皮、莴苣、核桃皮等)切成适量的块状，于反应釜中150～200℃下反应8～24h，自然冷却至室温，取出反应所得固体，放在酒精和蒸馏水(VC2H5OH:VH2O＝1：1)溶液中浸渍8～24h，然后取出固体用蒸馏水清洗直至清洗液为透明无色液体。
(2)接着将固体物质放在冰箱中-50～-80℃冷冻8～24h，然后置于冷冻-干燥机-50～-80℃下干燥24～72h，直到固体物质由黑色转变成褐色，得到生物质碳气凝胶。制备的生物质碳气凝胶可以直接作为基体材料制备生物质碳气凝胶，也可以在700～900℃下氮气保护气氛下高温碳化1～3h，得到高温碳化碳气凝胶用以作为基体材料制备生物质碳气凝胶。
(3)将生物质碳气凝胶块置于钛酸四丁酯或钛酸四异丙酯等含钛试剂与乙醇混合溶液中(体积比为1：0～1：3)，振荡20～60分钟后，浸渍12～48小时，转移至NaOH或KOH溶液中(1～10mol/L)，振荡20～60分钟，150～200℃水热反应12～48小时。取出后，用水和乙醇多次洗涤，至洗涤液澄清且pH接近中性，再80～150℃干燥12～48小时，获得负载钛酸钠或钛酸钾等钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂。
本发明实施例的另一个方面还提供了由前述任一种方法制备的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂。
由于碳气凝胶本身的多孔结构，本发明所获的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂对吸附分离溶液中铷、铯离子的选择性好，吸附容量高，去除时间较短，抗辐射和热稳定性好，可以实现对溶液中铷铯的吸附分离。
本发明实施例的另一个方面还提供了前述的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂于吸附分离铷离子和/或铯离子中的应用。
相应的，本发明实施例的另一个方面还提供了一种铷离子和/或铯离子的吸附分离方法，其包括：使前述的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂与含有铷离子和/或铯离子的溶液接触。
进一步地，在静态吸附实验中，静态吸附过程为将一定量的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂置于含有铷、铯离子的吸附液中，震荡或搅拌等条件下进行吸附，然后固液分离，液体中铷、铯离子吸附到吸附剂上，吸附剂可进行脱附或下一步处理。
进一步地，在动态吸附实验中，将负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂装入吸附柱，含有铷、铯离子的吸附液流经吸附柱，吸附完成后吸附柱可进行脱附或后续其他处理。
综上所述，本发明的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂对吸附分离溶液中铷、铯离子的选择性好，吸附量高，去除时间较短，抗辐射和热稳定性好，可以实现对溶液中铷铯的吸附分离；该物质为块状，便于固液分离，可进行柱操作，尤其可以用于通过动态柱吸附分离溶液中的铷、铯离子，而且该物质容易再生，循环使用。
下面通过具体实施例及附图对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件。
实施例1柚子皮碳气凝胶基吸附剂的制备和对铷铯的吸附
碳气凝胶的制备：将柚子皮洗净，切为1*1*1cm小块，置于反应釜中180℃反应12h，自然冷却，水洗多次，-80℃冷冻24h后，-60℃冷冻干燥48h，水洗多次得到碳气凝胶材料。
吸附剂的制备：将碳气凝胶材料置于钛酸四丁酯(TBT)与乙醇(EtOH)的混合溶液中振荡20min，之后浸渍12h(乙醇与钛酸四丁酯体积比为1：1)，后放入1mol/LNaOH溶液中振荡20min，并于180℃水热反应24h，冷却至室温，水洗多次，于80℃干燥48h。
吸附实验：将得到的吸附剂0.1g与10mL含有1mmol/L的Rb或Cs溶液中，吸附24h，计算吸附量，如图4所示为本实施例中乙醇与钛酸四丁酯的用量对柚子皮碳气凝胶吸附剂吸附铷、铯离子的影响结果示意图。
实施例2西瓜皮碳气凝胶基吸附剂的制备和对铷铯的吸附
西瓜皮基碳气凝胶的制备方法与柚子皮基碳气凝胶的制备方法基本相同。
吸附剂的制备：将碳气凝胶材料置于钛酸四丁酯(TBT)与乙醇(EtOH)的混合溶液中振荡30min，之后浸渍18h(乙醇与钛酸四丁酯体积比为1：2)，后放入5mol/LNaOH溶液中振荡30min，并于170℃水热反应36h，冷却至室温，水洗多次，于150℃干燥12h，所获西瓜皮碳气凝胶基吸附剂的SEM图请参阅图1a-图1b所示。
吸附实验：将得到的吸附剂0.1g与10mL含有1mmol/L的Rb或Cs溶液中，吸附24h，计算吸附量，如图5所示为本实施例中氢氧化钠浓度对西瓜皮基碳气凝胶吸附剂吸附铷、铯离子的影响结果示意图。本实施例制备的西瓜皮基碳气凝胶吸附剂的吸附前后的XRD图请参阅图2，N2吸附脱附曲线图请参阅图3。
实施例3高温碳化的西瓜皮基碳气凝胶吸附剂的制备及其对铷铯的吸附
高温碳化的西瓜皮基碳气凝胶吸附剂的制备：首先按照实施例2中方法制备西瓜皮基碳气凝胶，然后将该西瓜皮基碳气凝胶置于高温管式炉中700℃碳化2.5h，冷却至室温，取出水洗多次。
吸附剂的制备：将碳化的西瓜皮基碳气凝胶材料置于钛酸四丁酯(TBT)与乙醇(EtOH)的混合溶液中振荡40min，之后浸渍48h(乙醇与钛酸四丁酯体积比为0：1)，后放入3mol/L NaOH溶液中振荡60min，并于180℃水热反应12h，冷却至室温，水洗多次，于100℃干燥24h。
吸附实验：将得到的吸附剂0.1g与10mL含有1mmol/L的Rb或Cs溶液中，吸附24h，计算吸附量，如图6所示为本实施例中乙醇与钛酸四丁酯的用量对碳化西瓜皮碳气凝胶吸附剂吸附铷、铯离子的影响结果示意图。
实施例4高温碳化的柚子皮基碳气凝胶吸附剂的制备及其对铷铯的吸附
碳气凝胶基体高温碳化的柚子皮基碳气凝胶吸附剂的制备：首先按照实施例1中方法制备柚子皮基碳气凝胶，然后将该碳气凝胶置于高温管式炉中850℃碳化1h，冷却至室温，取出水洗多次。
吸附剂的制备：将碳化的柚子皮基碳气凝胶材料置于钛酸四丁酯(TBT)与乙醇(EtOH)的混合溶液中振荡60min，之后浸渍48h(乙醇与钛酸四丁酯体积比为3：1)，后放入10mol/L NaOH溶液中振荡40min，并于170℃水热反应20h，冷却至室温，水洗多次，于120℃干燥24h，所获高温碳化的柚子皮基碳气凝胶吸附剂的SEM图请参阅图1c-图1d所示。
吸附实验：将得到的吸附剂0.1g与10mL含有1mmol/L的Rb或Cs溶液中，吸附24h，计算吸附量，如图7所示为本实施例中氢氧化钠浓度对碳化柚子皮基碳气凝胶吸附剂吸附铷、铯离子的影响结果示意图。
实施例5高温碳化的莴笋基碳气凝胶吸附剂的制备
碳气凝胶的制备：将莴笋洗净去叶，切为1*1*1cm小块，置于反应釜中200℃反应8h，自然冷却，水洗多次，-60℃冷冻8h后，-50℃冷冻干燥72h，水洗多次得到碳气凝胶材料，然后将该碳气凝胶置于高温管式炉中850℃碳化3h，冷却至室温，取出水洗多次。
吸附剂的制备：将碳化的柚子皮基碳气凝胶材料置于钛酸四异丙酯与乙醇(EtOH)的混合溶液中浸渍36h(乙醇与钛酸四丁酯体积比为1：3)，后放入10mol/L NaOH溶液中150℃水热反应48h，冷却至室温，水洗多次，于80℃干燥48h，得到可用于吸附铷铯的吸附剂。
实施例6核桃皮碳气凝胶基吸附剂的制备
碳气凝胶的制备：将核桃皮洗净，切为小块，置于反应釜中150℃反应24h，自然冷却，水洗多次，-50℃冷冻20h后，-80℃冷冻干燥24h，水洗多次得到碳气凝胶材料，然后将该碳气凝胶置于高温管式炉中900℃碳化1h，冷却至室温，取出水洗多次。
吸附剂的制备：将碳气凝胶材料置于钛酸四异丙酯与乙醇(EtOH)的混合溶液中浸渍18h(乙醇与钛酸四丁酯体积比为1：2)，后放入5mol/L KOH溶液中200℃水热反应36h，冷却至室温，水洗多次，于120℃干燥36h，得到可用于吸附铷铯的吸附剂。
实施例7西瓜皮碳气凝胶基吸附剂的制备和对铷铯的吸附
西瓜皮基碳气凝胶的制备方法与柚子皮基碳气凝胶的制备方法相同。
吸附剂的制备：将碳气凝胶材料置于钛酸四丁酯(TBT)与乙醇(EtOH)的混合溶液中浸渍18h(乙醇与钛酸四丁酯体积比为1:2)，后放入4mol/L KOH溶液中175℃水热反应24h，冷却至室温，水洗多次，干燥。得到可用于吸附铷铯的西瓜皮碳气凝胶基吸附剂，其SEM图请参阅图8a-图8b所示。图9a所示为本实施例中氢氧化钾浓度对西瓜皮基碳气凝胶吸附剂吸附铷、铯离子的影响结果示意图。
实施例8高温碳化的西瓜皮基碳气凝胶吸附剂的制备及其对铷铯的吸附
高温碳化的西瓜皮基碳气凝胶吸附剂的制备：首先按照实施例1中方法制备西瓜皮基碳气凝胶，然后将该碳气凝胶置于高温管式炉中800℃碳化1h，冷却至室温，取出水洗多次。
吸附剂的制备：将碳化的西瓜皮基碳气凝胶材料置于钛酸四丁酯(TBT)与乙醇(EtOH)的混合溶液中浸渍18h(乙醇与钛酸四丁酯体积比为0:1)，后放入2mol/L KOH溶液中190℃水热反应20h，冷却至室温，水洗多次，干燥。得到可用于吸附铷铯的高温碳化的西瓜皮碳气凝胶基吸附剂，其SEM图请参阅图8c-图8d所示。图9b所示为本实施例中氢氧化钾浓度对高温碳化的西瓜皮基碳气凝胶吸附剂吸附铷、铯离子的影响结果示意图。
藉由本发明实施例1-8的结果，本发明的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂对吸附分离溶液中铷、铯离子的选择性好，吸附量高，去除时间较短，抗辐射和热稳定性好，可以实现对溶液中铷铯的吸附分离；该物质为块状，便于固液分离，可进行柱操作，尤其可以用于通过动态柱吸附分离溶液中的铷、铯离子，而且该物质容易再生，循环使用。
此外，本案发明人还利用前文所列出的其它原料以及其它工艺条件等替代实施例1-8中的各种原料及相应工艺条件进行了相应试验，并同样制得了对吸附分离溶液中铷、铯离子的选择性好，吸附量高，去除时间较短，抗辐射和热稳定性好的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂。
应当理解，以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂的制备方法，其特征在于包括：
将生物质原料于150～200℃处理8h以上，之后对所获固形物进行冷冻干燥处理，获得生物质碳气凝胶；以及，
使所述生物质碳气凝胶与含钛试剂的溶液充分接触，所述含钛试剂选自在水热条件下能够分解生成二氧化钛的化合物，之后在强碱溶液中进行水热反应，获得负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：
1)将生物质原料于150～200℃处理8～24h，
2)将步骤1)所获固形物于-50～-80℃冷冻8～24h，再于-50～-80℃干燥24～72h，获得生物质碳气凝胶；
3)将所述生物质碳气凝胶置于含钛试剂的溶液中振荡20～60min，之后浸渍12～48h，之后转移至强碱溶液中，振荡20～60min，并于150～200℃进行水热反应12～48h，获得负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述生物质原料包括柚子皮、西瓜皮、莴苣和核桃皮中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述的强碱选自NaOH或KOH。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)还包括：在反应完成后，将所获固形物置于清洗液中浸渍8～24h；优选的，所述清洗液包括乙醇和水的组合；尤其优选的，所述乙醇与水的体积比为0：1～1：0。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)还包括：在保护性气氛中，对所述生物质碳气凝胶进行高温碳化处理，其中的碳化处理的温度为700～900℃，时间为1～3h，获得高温碳化气凝胶。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述含钛试剂包括钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、四氯化钛、硫酸钛中的任意一种或两种以上的组合，优选为钛酸四丁酯和/或钛酸四异丙酯。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述含钛试剂的溶液包括体积比为1：0～1：3的含钛试剂与溶剂；优选的，所述溶剂包括乙醇；
和/或，所述强碱溶液的浓度为1～10mol/L；
和/或，步骤3)还包括：在水热反应完成后，以清洗液对所获反应产物进行洗涤，之后于80～150℃干燥12～48h，获得负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂；优选的，所述清洗液包括乙醇和水的组合。
8.由权利要求1-7中任一项所述方法制备的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂；优选的，所述负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂对铷离子和/或铯离子的吸附容量在2.0mmol/g以上。
9.权利要求8所述的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂于吸附分离铷离子和/或铯离子中的应用。
10.一种铷离子和/或铯离子的吸附分离方法，其特征在于包括：使权利要求8所述的负载钛酸盐的生物质碳气凝胶吸附剂与含有铷离子和/或铯离子的溶液接触。
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