CN113058543A - 仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了仿“呼吸‑光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，所述吸附剂是以TiO2颗粒为光催化剂，将TiO2颗粒负载在分层层状镁铝双氢氧化物LDH基底上，形成的分层TiO2/LDH复合材料。该吸附剂保留了LDH原始的层状结构，通过LDH分层后再与TiO2复合，最大限度地接触LDH层的表面,且具有仿“呼吸‑光合作用”的性质。本发明的吸附剂克服了传统吸附剂吸附速率受限于过慢的再生动力学难题，先通过吸附作用富集污染物，然后在太阳光下光催化实现污染物的降解和吸附剂的再生，达到循环利用的效果。本发明的吸附剂对有机染料具有较高的吸附容量，而且由于吸附剂的结构紧密，孔隙密度大，提高了对污染物的吸附速率，可用于环保、化工等领域。

Description

仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机 污染物中的应用
技术领域
本发明属于材料制备技术领域，尤其涉及仿“呼吸-光合作用”的分层 TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用。
背景技术
近年来，我国地表水体有机污染日益严重，污染事件被频繁报道，水污染治理迫在眉睫。然而传统水处理技术(如反渗透膜法，活性污泥法等)成本高，技术难度大。吸附-再生法由于对处理复杂水体具有普适性，成本低，非常适用于天然水体的污染治理。但是，吸附材料(如活性炭，聚丙烯酰胺，沸石分子筛等)具有的微孔和颗粒状形貌极大的影响吸附效率和回收过程。同时，再生过程主采用的高温脱附或强酸浸提，能耗高，污染大。因此，构建一种兼具强吸附和太阳光再生与一体的吸附材料实现水污染的治理，其有望成为传统水处理工艺革新的有效手段。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，本发明的吸附剂既对有机染料具有较高的吸附容量，而且由于吸附剂材料的结构紧密，孔隙密度大，大大提高了对有机污染物的吸附速率，吸附-再生过程由于LDH 的强抗氧化能力，提高了光催化剂TiO2的光吸收效率。
所述的仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于所述吸附剂是以TiO2颗粒为光催化剂，将TiO2颗粒负载在分层层状镁铝双氢氧化物LDH基底上，形成的分层TiO2/LDH复合材料。
所述的仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：
1)采用尿素水解法水热合成CO3 2--LDH，即得到以CO3 2-作为插层阴离子的LDH材料；
2)然后采用盐酸法从制备的CO3 2--LDH中脱除碳酸根离子，具体步骤为：将0.4～3.0g步骤1)所得CO3 2--LDH材料分散到400～600mL含有0.5～1.5M NaNO3和2.0～4.0mM HNO3的水溶液中，氮气吹扫后密封，室温搅拌反应40～60 h；反应结束后离心分离，所得固体用水洗涤后即得MgAlNO3-LDH，将其标记为NO3-LDH材料；
3)将步骤2)所得NO3-LDH材料与甲酰胺按照0.001～0.003的固液比混合，固液比的单位是g/mL，氮气吹扫后密封，超声处理形成胶体悬浮液；
4)将TiO2按照0.001～0.003的固液比分散到甲酰胺中，固液比的单位是 g/mL，得到TiO2悬浮液；将TiO2悬浮液与步骤3)所得胶体悬浮液按照0.2～0.4 的体积比混合，室温搅拌20～30h后，离心分离、洗涤、干燥得到所述分层 TiO2/LDH吸附剂产品。
所述的仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于步骤2)中，室温搅拌反应的时间是45～50h，离心分离的转速为8000～10000rpm，离心时间为8～12分钟。
所述的仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于步骤3)中，超声处理的时间为20～25h。
所述的仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于所述有机染料为甲基橙、亚甲基蓝中的至少一种。
所述的仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于将吸附剂投入含有机染料的水体中，于避光条件下吸附饱和后，通过太阳光辐射实现有机染料的去除和吸附剂的再生。
所述的仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于步骤1)中，采用尿素水解法水热合成CO3 2--LDH 的具体步骤为：将Mg(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、尿素一并溶解于去离子水中，搅拌形成透明溶液，然后放入聚四氟乙烯高压反应釜中，于130-150℃烘箱中反应20-30h后，过滤，滤渣经醇洗、水洗数次后烘干，即得到CO3 2--LDH 材料；其中Mg(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、尿素三者的质量比是1:0.6～0.8:1～1.2。
通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明为了同时实现污染物的去除及吸附剂的再生，采用TiO2作为光催化剂，将分层层状双氢氧化物LDH作为基底，采用典型的尿素水解水热法合成CO3 2--LDH，然后脱除碳酸根离子，将TiO2负载上去，制备出分层二氧化钛 /层状双氢氧化物吸附剂，分层TiO2/LDH较原始吸附剂来看，成倍的提高了吸附效率，具有更高的吸附性能，具备了仿“呼吸—光合作用”的性质。可以实现吸附与再生分步进行，以实现水体的有机污染控制。
2)本发明得到的吸附剂产物不仅对水体中有机染料具有较高的吸附容量，也在光辐射后具有可重复的再生能力，与普通二氧化钛相比，本发明的吸附剂产物，负载在LDH上的TiO的光催化效率更高，其负载不会改变LDH的层状结构，且具有高效的光助再生能力。实验研究发现，对甲基橙的吸附量为235.08mg/g，在10h循环再生后仍具有68.9％的再生率，对亚甲基蓝的吸附量为 135.20mg/g，在10h轮循环再生后仍具有71.2％的再生率。由于本发明的分层 TiO2/LDH具备较高的吸附容量和高效的光助再生能力的特点，在吸附-光催化和环境保护等领域有很大应用潜能。
附图说明
图1为实施例1制得的分层TiO2/LDH吸附剂材料的材料扫描透射电镜图之一；
图2为实施例1制得的分层TiO2/LDH吸附剂材料的材料扫描透射电镜图之二；
图3为实施例1制得的分层TiO2/LDH吸附剂材料的材料扫描透射电镜图之三。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。本发明中试剂或材料，若无特殊说明，均为市售产品。
实施例1
本实施例中，制备分层二氧化钛/层状双氢氧化物(TiO2/LDH)复合材料的具体步骤如下：
1)采用了尿素水解法水热合成CO3 2--LDH，即得到以CO3 2-作为插层阴离子的LDH材料；其中，采用尿素水解法水热合成CO3 2--LDH的具体步骤为：将Mg(NO3)2·6H2O(1.20g)、Al(NO3)3·9H2O(0.88g)、尿素(1.31g)溶解在 70ml去离子水中，搅拌30min形成透明溶液，然后放入100ml的聚四氟乙烯高压反应釜中，于140℃烘箱中反应24h后，过滤，滤渣经醇洗、水洗数次后烘干，即得到CO3 2--LDH材料；
2)然后采用盐酸法从制备的CO3 2--LDH中脱除碳酸根离子，具体步骤为：将0.5g步骤1)所得预处理的LDH材料分散到500mL含有1M NaNO3和3.3 mM HNO3的水溶液中，氮气吹扫后密封，室温搅拌反应48h；反应结束后离心分离(10000rpm下离心10分钟)，所得固体用水洗涤后即得MgAlNO3-LDH，将其标记为NO3-LDH材料；
3)将步骤2)所得NO3-LDH材料0.6g与300ml甲酰胺混合，氮气吹扫后密封，超声处理22h，使其形成胶体悬浮液；
4)将0.18g的TiO2分散到90ml甲酰胺中，得到TiO2悬浮液；将TiO2悬浮液与步骤3)所得胶体悬浮液混合，室温搅拌24h后，2000rpm离心15min，弃去上清液，用100ml水洗涤后于6000rpm离心45min，用水重复洗涤3次， 100℃空气中干燥得到所述分层TiO2/LDH吸附剂产品。
实施例2
本实施例中，制备分层氧化钛/层状双氢氧化物(TiO2/LDH)复合材料的具体步骤如下：
1)采用了尿素水解法水热合成CO3 2--LDH，即得到以CO3 2-作为插层阴离子的LDH材料；其中，采用尿素水解法水热合成CO3 2--LDH的具体步骤为：将Mg(NO3)2·6H2O(1.20g)、Al(NO3)3·9H2O(0.88g)、尿素(1.31g)溶解在 70ml去离子水中，搅拌30min形成透明溶液，然后放入100ml的聚四氟乙烯高压反应釜中，于140℃烘箱中反应24h后，过滤，滤渣经醇洗、水洗数次后烘干，即得到CO3 2--LDH材料；
2)然后采用盐酸法从制备的CO3 2--LDH中脱除碳酸根离子，具体步骤为：将1.0g步骤1)所得预处理的LDH材料分散到500mL含有1M NaNO3和3.3 mM HNO3的水溶液中，氮气吹扫后密封，室温搅拌反应48h；反应结束后离心分离(10000rpm下离心10分钟)，所得固体用水洗涤后即得MgAlNO3-LDH，将其标记为NO3-LDH材料；
3)将步骤2)所得NO3-LDH材料0.6g与300ml甲酰胺混合，氮气吹扫后密封，超声处理22h，使其形成胶体悬浮液；
4)将0.18g的TiO2分散到90ml甲酰胺中，得到TiO2悬浮液；将TiO2悬浮液与步骤3)所得胶体悬浮液混合，室温搅拌24h后，2000rpm离心15min，弃去上清液，用100ml水洗涤后于6000rpm离心45min，用水重复洗涤3次， 100℃空气中干燥得到所述分层TiO2/LDH吸附剂产品。
实施例3
本实施例中，制备分层二氧化钛/层状双氢氧化物(TiO2/LDH)复合材料的具体步骤如下：
1)采用了尿素水解法水热合成CO3 2--LDH，即得到以CO3 2-作为插层阴离子的LDH材料；其中，采用尿素水解法水热合成CO3 2--LDH的具体步骤为：将Mg(NO3)2·6H2O(1.20g)、Al(NO3)3·9H2O(0.88g)、尿素(1.31g)溶解在 70ml去离子水中，搅拌30min形成透明溶液，然后放入100ml的聚四氟乙烯高压反应釜中，于140℃烘箱中反应24h后，过滤，滤渣经醇洗、水洗数次后烘干，即得到CO3 2--LDH材料；
2)然后采用盐酸法从制备的CO3 2--LDH中脱除碳酸根离子，具体步骤为：将1.5g步骤1)所得预处理的LDH材料分散到500mL含有1M NaNO3和3.3 mM HNO3的水溶液中，氮气吹扫后密封，室温搅拌反应48h；反应结束后离心分离(10000rpm下离心10分钟)，所得固体用水洗涤后即得MgAlNO3-LDH，将其标记为NO3-LDH材料；
3)将步骤2)所得NO3-LDH材料0.6g与300ml甲酰胺混合，氮气吹扫后密封，超声处理22h，使其形成胶体悬浮液；
4)将0.18g的TiO2分散到90ml甲酰胺中，得到TiO2悬浮液；将TiO2悬浮液与步骤3)所得胶体悬浮液混合，室温搅拌24h后，2000rpm离心15min，弃去上清液，用100ml水洗涤后于6000rpm离心45min，用水重复洗涤3次，100℃空气中干燥得到所述分层TiO2/LDH吸附剂产品。
实施例4
本实施例中，制备分层二氧化钛/层状双氢氧化物(TiO2/LDH)复合材料的具体步骤如下：
1)采用了尿素水解法水热合成CO3 2--LDH，即得到以CO3 2-作为插层阴离子的LDH材料；其中，采用尿素水解法水热合成CO3 2--LDH的具体步骤为：将Mg(NO3)2·6H2O(1.20g)、Al(NO3)3·9H2O(0.88g)、尿素(1.31g)溶解在70ml去离子水中，搅拌30min形成透明溶液，然后放入100ml的聚四氟乙烯高压反应釜中，于140℃烘箱中反应24h后，过滤，滤渣经醇洗、水洗数次后烘干，即得到CO3 2--LDH材料；
2)然后采用盐酸法从制备的CO3 2--LDH中脱除碳酸根离子，具体步骤为：将2.0g步骤1)所得预处理的LDH材料分散到500mL含有1M NaNO3和3.3 mM HNO3的水溶液中，氮气吹扫后密封，室温搅拌反应48h；反应结束后离心分离(10000rpm下离心10分钟)，所得固体用水洗涤后即得MgAlNO3-LDH，将其标记为NO3-LDH材料；
3)将步骤2)所得NO3-LDH材料0.6g与300ml甲酰胺混合，氮气吹扫后密封，超声处理22h，使其形成胶体悬浮液；
4)将0.18g的TiO2分散到90ml甲酰胺中，得到TiO2悬浮液；将TiO2悬浮液与步骤3)所得胶体悬浮液混合，室温搅拌24h后，2000rpm离心15min，弃去上清液，用100ml水洗涤后于6000rpm离心45min，用水重复洗涤3次，100℃空气中干燥得到所述分层TiO2/LDH吸附剂产品。
实施例5
本实施例中，制备分层二氧化钛/层状双氢氧化物(TiO2/LDH)复合材料的具体步骤如下：
1)采用了尿素水解法水热合成CO3 2--LDH，即得到以CO3 2-作为插层阴离子的LDH材料；其中，采用尿素水解法水热合成CO3 2--LDH的具体步骤为：将Mg(NO3)2·6H2O(1.20g)、Al(NO3)3·9H2O(0.88g)、尿素(1.31g)溶解在 70ml去离子水中，搅拌30min形成透明溶液，然后放入100ml的聚四氟乙烯高压反应釜中，于140℃烘箱中反应24h后，过滤，滤渣经醇洗、水洗数次后烘干，即得到CO3 2--LDH材料；
2)然后采用盐酸法从制备的CO3 2--LDH中脱除碳酸根离子，具体步骤为：将2.5g步骤1)所得预处理的LDH材料分散到500mL含有1M NaNO3和3.3 mM HNO3的水溶液中，氮气吹扫后密封，室温搅拌反应48h；反应结束后离心分离(10000rpm下离心10分钟)，所得固体用水洗涤后即得MgAlNO3-LDH，将其标记为NO3-LDH材料；
3)将步骤2)所得NO3-LDH材料0.6g与300ml甲酰胺混合，氮气吹扫后密封，超声处理22h，使其形成胶体悬浮液；
4)将0.18g的TiO2分散到90ml甲酰胺中，得到TiO2悬浮液；将TiO2悬浮液与步骤3)所得胶体悬浮液混合，室温搅拌24h后，2000rpm离心15min，弃去上清液，用100ml水洗涤后于6000rpm离心45min，用水重复洗涤3次， 100℃空气中干燥得到所述分层TiO2/LDH吸附剂产品。
对实施例1所得的分层TiO2/LDH粉末进行透射电镜扫描，其结果如图1-3 所示。从图1-3中可以看出，分层TiO2/LDH的结构紧密，大多以聚集的形式出现，保留了LDH的层状结构，孔隙密度大，大大提高了对污染物的吸附速率。
利用实施例1制备的分层TiO2/LDH吸附剂产品进行等温吸附实验。
实施例1制备的分层TiO2/LDH吸附剂对亚甲基蓝的吸附实验过程：在 25℃下，将6份具塞锥形瓶中分别加入1.0mg的吸附剂，然后分别加入浓度为0、4、8、12、16、20mg/L的亚甲基蓝水溶液100ml，分别置于25℃避光恒温摇床中以120r/min振荡吸附。4h后取样，通过微孔滤膜后，用双光束紫外可见分光光度计(Persee T6-1650E)测量吸附后溶液中亚甲基蓝的残留浓度 Ct。
实施例1制备的分层TiO2/LDH吸附剂对甲基橙的吸附实验过程：在25℃下，将7份具塞锥形瓶中分别加入1.0mg的吸附剂，然后分别加入浓度为0、 10、20、30、40、50、60mg/L的甲基橙水溶液100ml，分别置于25℃避光恒温摇床中以120r/min振荡吸附。4h后取样，通过微孔滤膜后，用双光束紫外可见分光光度计(Persee T6-1650E)测量吸附后溶液中甲基橙的残留浓度Ct。
在上述实验过程中，实施例1制备的分层TiO2/LDH吸附剂对甲基橙和亚甲基蓝进行吸附时，分别采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型进行拟合，拟合的参数结果如表1所示。
表1分层TiO2/LDH对有机染料的Freundlich和Langumuir等温吸附参数
Figure BDA0003006964510000101
其中表1中，qm为吸附剂对有机染料的理论饱和吸附量，单位是mg/g； KL为Langmuir模型的吸附常数；Kf和n均为Freundlich模型的吸附常数； R2为Langmuir模型或Freundlich模型的相关系数。
从表1中可以看出：实施例1制备的分层TiO2/LDH吸附剂对甲基橙和亚甲基蓝进行吸附时，Langmuir吸附模型拟合的相关系数均高于Freundlich吸附模型，表明有机染料对分层TiO2/LDH非碳基吸附剂的吸附倾向于单层而非多层吸附。分层TiO2/LDH非碳基吸附剂对带负电的甲基橙的吸附量 (235.08mg/g)比带正电的亚甲基蓝的吸附量(135.20mg/g)高得多。相比于其他碳基吸附剂的吸附量，分层TiO2/LDH展现出优异的吸附性能：例如，参见文献1“杨岳,陈珊媛,关成立,等.活性炭纤维ACF对甲基橙染料的吸附动力学研究[J].广州化工,2020,(1):66-68”公开的技术内容中，活性碳纤维对甲基橙的理论饱和吸附量qm＝294.12mg/g；参见文献2“时文.兰炭的改性及其对废水中染料的吸附性能研究[D].合肥:合肥工业大学,2016”公开的技术内容中，兰炭材料对亚甲基蓝的理论饱和吸附量qm＝40.8mg/g)。
应用实施例2：
利用实施例1制备的分层TiO2/LDH吸附剂进行动力学吸附实验。
对亚甲基蓝进行动力学吸附实验：量取100ml 5mg/L的亚甲基蓝溶液于 250ml具塞锥形瓶中，再准确称量1.0mg的吸附剂加入锥形瓶中，置于25℃避光恒温摇床中以120r/min振荡吸附。在间隔15min取样，通过微孔滤膜后，测量溶液中染料的残留浓度Ct。
对甲基橙进行动力学吸附实验：量取100ml的20mg/L甲基橙溶液于250ml 具塞锥形瓶中，再准确称量1.0mg的吸附剂加入锥形瓶中，置于25℃避光恒温摇床中以120r/min振荡吸附。在间隔15min取样，通过微孔滤膜后，测量溶液中染料的残留浓度Ct。
通过拟一级和拟二级动力学模型对分层TiO2/LDH吸附剂吸附甲基橙和亚甲基蓝的过程分别进行拟合，实验结果如表2所示。在表2中，k1为拟一级速率常数，单位是1/s；k2为拟二级速率常数，单位是g/(mg·s)；qe为平衡吸附量，mg/g。
表2分层TiO2/LDH对有机染料的吸附动力学参数
Figure BDA0003006964510000111
从表2可以看出：拟二级动力学方程分层TiO2/LDH材料吸附两种有机染料的相关性系数大于拟一级动力学方程，这意味着两种污染物的吸附机制可能相同。LDH分层使LDH层表面暴露，易于在体相中吸附。
应用实施例3：
利用实施例1所得吸附剂进行光助再生实验实验。实验过程：将15mg预吸附材料(预吸附材料为对亚甲基蓝吸附饱和的分层TiO2/LDH材料，或者是对甲基橙吸附饱和的分层TiO2/LDH材料)分散在15ml去离子水中，用磁力搅拌器搅拌，通过低压汞灯(16mW/cm2)辐射样品溶液。在一定时间取出定量悬浊液，用15ml浓度为1mol/L的盐酸酸化解析悬浊液样品中残留的染料(酸化后对LDH的溶解度可以忽略不计)。通过微孔滤膜后，检测上清液中染料的浓度，通过获得不同辐照时间后复合材料吸附中染料的残留量来估算通过光催化降解后可用吸附位点百分比，评估复合材料的光助再生动力学。实验结果如表3 所示，表3为分层TiO2/LDH材对有机染料的再生动力学参数实验结果。其中亚甲基蓝吸附饱和的材料在2h内完成了50.6％以上的再生，在4h后达到了60.7％的再生。甲基橙吸附饱和的分层TiO2/LDH材料在2h内完成48.6％以上的再生，在4h后达到了62.8％的再生。甲基橙吸附饱和的分层TiO2/LDH材料在10h循环再生吸附后还保持68.9％的再生率。亚甲基蓝吸附饱和的TiO2/LDH材料在10h 循环再生后再生率仍保持在71.2％以上。吸附-再生过程由于LDH的强抗氧化能力，提高了光催化剂TiO2的光吸收效率。
表3分层TiO2/LDH对有机染料的再生动力学参数
Figure BDA0003006964510000121
对比例1
中国专利111001375A公开的一种层状双氢氧化物复合吸附材料吸附水中阴离子和阳离子污染物的方法中，将层状双氢氧化物与宏观吸附材料复合，以提高对污染物的吸附效果，并且复合材料附着生物后，能实现原位去除吸附的污染物。该吸附材料是将层状双氢氧化物纳米材料与传统吸附材料如活性炭、陶粒滤料等复合，利用层状双氢氧化物材料的阴离子吸附特性和传统吸附材料本身的吸附能力实现同时吸附水中阴离子和阳离子污染物。该方法需要控制的条件繁多复杂，包括：
步骤1)称取构成层状双氢氧化物的二价金属盐和三价金属盐混溶于水中，得到混合盐溶液，其中二价金属盐和三价金属盐的摩尔比为1:1-3:1；再将无水碳酸钠和氢氧化钠溶于水中制成混合碱液；将混合碱液滴入到混合盐溶液中，至pH＝10；
步骤2)向混合盐溶液中投入吸附材料，在1000～1400r/min的转速下搅拌,使吸附材料的表面及微孔中负载层状双氢氧化物；反应完成后再保持转速持续搅拌一段时间进行陈化；
步骤3)通过离心方式分离产物，并将产物清洗干净后烘干，即得到层状双氢氧化物复合吸附材料。
另外该复合材料利用微生物达到吸附点位再生的方式不稳定因素较高，微生物的活性受水体因素制约，微生物的死亡或过量繁殖都会对净水结果带来不良影响，长期稳定运行成本较不可控因此，很难实现良好的吸附-再生作用。
与对比例1中吸附材料的制备过程相比较，本发明吸附材料的方法合成过程优势明显，具体具有以下优势：
首先生产成本更低，生产效率更高。本发明的吸附材料所兼具的抗氧化能力和透光性，可以避免在光催化过程中吸附材料由于受活性氧攻击和基底的光吸收而导致的光量子效率下降，确保了长期稳定运行成本可控。其次，本发明的吸附材料生产过程无金属原料，无需加入强碱，减少了金属浸出及强碱带来的环境风险。且产物具备较高的吸附容量和高效的光助再生能力，无需通过人为煅烧再生，在极大提高降解水体中有机染料的效率的同时，利用可再生的太阳光资源实现吸附点位的自再生，真正实现了高效、节能、环保。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (7)

1.仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于所述吸附剂是以TiO2颗粒为光催化剂，将TiO2颗粒负载在分层层状镁铝双氢氧化物LDH基底上，形成的分层TiO2/LDH复合材料。
2.如权利要求1所述的仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：
1）采用尿素水解法水热合成CO3 2−-LDH，即得到以CO3 2−作为插层阴离子的LDH材料；
2）然后采用盐酸法从制备的CO3 2−-LDH中脱除碳酸根离子，具体步骤为：将0.4~3.0g步骤1）所得CO3 2−-LDH材料分散到400~600 mL含有0.5~1.5M NaNO3和2.0~4.0mM HNO3的水溶液中，氮气吹扫后密封，室温搅拌反应40~60 h；反应结束后离心分离，所得固体用水洗涤后即得MgAlNO3-LDH，将其标记为NO3-LDH材料；
3）将步骤2）所得NO3-LDH材料与甲酰胺按照0.001~0.003的固液比混合，固液比的单位是g/mL，氮气吹扫后密封，超声处理形成胶体悬浮液；
4）将TiO2按照0.001~0.003的固液比分散到甲酰胺中，固液比的单位是g/mL，得到TiO2悬浮液；将TiO2悬浮液与步骤3）所得胶体悬浮液按照0.2~0.4的体积比混合，室温搅拌20~30h后，离心分离、洗涤、干燥得到所述分层TiO2/LDH吸附剂产品。
3.如权利要求2所述的仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于步骤2）中，室温搅拌反应的时间是45~50h，离心分离的转速为8000~10000rpm，离心时间为8~12分钟。
4.如权利要求2所述的仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于步骤3）中，超声处理的时间为20~25h。
5.如权利要求1所述的仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于所述有机染料为甲基橙、亚甲基蓝中的至少一种。
6.如权利要求1所述的仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于将吸附剂投入含有机染料的水体中，于避光条件下吸附饱和后，通过太阳光辐射实现有机染料的去除和吸附剂的再生。
7.如权利要求2所述的仿“呼吸-光合作用”的分层TiO2/LDH吸附剂在降解水体中有机污染物中的应用，其特征在于步骤1）中，采用尿素水解法水热合成CO3 2−-LDH的具体步骤为：将Mg(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、尿素一并溶解于去离子水中，搅拌形成透明溶液，然后放入聚四氟乙烯高压反应釜中，于130-150℃烘箱中反应20-30h后，过滤，滤渣经醇洗、水洗数次后烘干，即得到CO3 2−-LDH材料；其中Mg(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、尿素三者的质量比是1:0.6~0.8:1~1.2。
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