[0007] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光催化降解染料废水的处理工艺，其采用光催化的方式降解其中的染料，所采用的光催化剂为N掺杂的无序纳米包裹型TiO2。
[0008] 实现本发明的技术方案：采用一种可见光降解的方式处理染料废水，并制备了一种具有优异光催化降解活性的N掺杂的无序纳米包裹型TiO2光催化剂。
[0009] 该可见光降解染料废水的处理工艺，包括如下步骤：
[0010] 将N掺杂的无序纳米包裹型TiO2光催化剂添加到浓度为8mg/L～25mg/L染料废水中，在400W～600W的氙灯下进行常温、搅拌可见光催化反应0.5～3h，所述光催化剂与染料废水的比值为35～45g：100L，氙灯与所述染料废水的液面距离为18cm～22cm，待光照反应一段时间后，关闭氙灯，完成对染料的降解。所述的染料为甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B中的至少一种。
[0011] 该N掺杂的无序纳米包裹型TiO2的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
[0012] 一、无序纳米包裹型TiO2的制备：
[0013] a、将TiO2和NaBH4混合，研磨0.5～1h，得到混合物，所述TiO2与NaBH4的质量比为1：（0.6～0.7）；
[0014] b、将步骤a得到的混合物移入氧化铝坩埚中，再置于管式炉中，氮气气氛下以10℃/min～20℃/min的速率从室温升温至300℃～400℃，并在该条件下维持0.5～1h，然后随炉冷却至室温，得到反应后的粉末；
[0015] c、将步骤b得到的粉末移入氧化铝坩埚中，再置于管式炉中，氩气气氛下以10℃/min～20℃/min的速率从室温升温至300℃～400℃，并在该条件下维持0.5～1h，然后随炉冷却至室温，并用乙醇和水多次洗涤并干燥，得到反应后的粉末；
[0016] d、将步骤c得到的粉末再次与NaBH4混合，研磨1～2h，得到混合物，所述步骤c得到的粉末与NaBH4的质量比为1：(0.8～0.9)；
[0017] e、将步骤d得到的混合物移入氧化铝坩埚中，再置于管式炉中，氩气气氛下以2℃/min～5℃/min的速率从室温升温至300℃～400℃，并在该条件下维持0.5～1h，然后随炉冷却，得到反应后的粉末；
[0018] f、用乙醇和去离子水对反应后的粉末依次分别洗涤2～5次，最后在鼓风干燥箱中进行干燥，得到TiO2粉末；
[0019] g、将步骤f得到的TiO2粉末移入氧化铝坩埚中，再置于管式炉中，在空气气氛下以2℃/min～5℃/min的速率从室温升温至300℃～500℃，并在该条件下处理0.5～2h，然后随炉冷却至室温，得到无序纳米包裹型TiO2。
[0020] 该无序纳米包裹型TiO2具有多层核壳结构，由内而外依次为TiO2晶体核、还原非晶层、氧化晶体层、还原非晶层、氧化晶体层，层厚逐渐变薄并且紧密接触，该薄多层核壳结构增强了光生电子的快速传导及其与空穴的分离。
[0021] 二、N掺杂的无序纳米包裹型TiO2的制备：
[0022] 将一定量步骤一制得的无序纳米包裹型TiO2与尿素混合均匀，并置于充满惰性气氛的管式炉内，以2℃/min～5℃/min的速率从室温升温至400℃～500℃，并维持2h，然后随炉冷却至室温，得到N掺杂的无序纳米包裹型TiO2，其中无序纳米包裹型TiO2与尿素的质量比为1：(0.3～0.5)。
[0023] 罗丹明B（Rhodamine B，RhB）一般又叫红花粉，其最大吸收波长为553.2nmn。罗丹明B染料最初用来作为氧杂蒽类的有机染料，此染料具有一定的致毒性，它在水溶液中的吸光度较强，受外界条件影响较小，测试过程简易方便，因此选择RhB作为目标污染物来模拟评估催化材料的催化效率。
[0024] 具体的测试方法如下：配制10mg/L的RhB溶液100mL作为反应污染物，加入适量的N掺杂的无序纳米包裹型TiO2，放在超声清洗器中进行超声分散一定的时间。然后将该溶液放入暗箱中，在滤除紫外光的氙灯等照射下，考察不同时间催化剂的降解活性。
[0025] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0026] 1、与现有技术相比，本发明的处理方法操作简单，反应条件容易控制、成本低廉，具有潜在的工业化应用前景；
[0027] 2、本发明光催化剂的制备反应条件温和，操作简单，危险性小。用简单的退火步骤制备了具备多层核壳结构的TiO2，这种特殊多层核壳结构的TiO2光催化剂更有效地抑制了光生电子和空穴的复合，延长电子和空穴的寿命，增大了电子浓度，使其作为光催化剂用于降解染料时的活性得到明显的提高；
[0028] 3、N的掺杂使得N元素能够进入TiO2的晶格中，引起晶格畸变，N元素提高了TiO2催化剂的比表面，其能够提高催化剂对可见光的光吸收能力，从而提高材料的可见光催化效率。
