CN106732487A - TiO2光催化活性炭再生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于活性炭再生技术领域，具体涉及TiO2光催化活性炭再生方法。该方法具体包括以下步骤：(1)将吸附位点饱和的活性炭粉碎至粒径80～150目；(2)配制光催化悬浮液：将平均粒径为80～300nm的TiO2均匀分散于溶液中，得到光催化悬浮液；(3)将步骤(1)粉碎后的饱和活性炭置于上述光催化悬浮液中，于51～56℃，在光照下进行催化再生。本方法借助纳米TiO2光催化剂表面受光子激发产生的高活性强氧化剂·OH自由基，将活性炭吸附的绝大多数的有机污染物氧化降解，使活性炭内的吸附位逐步空出，从而实现活性炭的再生。本方法活性炭再生效率高达89％，再生后的活性炭能够至少重复利用5次。

Description

TiO2光催化活性炭再生方法
技术领域
本发明属于活性炭再生技术领域，具体涉及TiO2光催化活性炭再生方法。
背景技术
目前木质活性炭传统再生方法主要有：热再生法、生物再生法、湿式氧化再生法、溶剂再生法等；但传统的活性炭再生技术除了各自有不少弊端外，通常还有三点共同的缺陷：①再生过程中活性炭损失往往较大；②再生后活性炭吸附能力会有明显下降；③再生时产生的尾气会造成空气的二次污染。因此，人们或对传统的再生技术进行改进,或探索全新的再生技术。
实践证明，再生方法的经济性成为制约该法在环境工程领域更加广泛应用的主要瓶颈。因此，如何选择经济有效的再生方法成为使用活性炭吸附技术的关键所在。活性炭再生过程中首先应当考虑尽量减少对炭基质本身的影响，即尽量保持原有的炭骨架，以便反复使用而不会对活性炭吸附性能产生很大的影响；其次随着活性炭用量的不断增加，人们对环境标准的要求提高了，要求活性炭再生后产生的二次污染尽可能小；考虑到再生炭的经济性问题，尽量使活性炭再生工艺简单，设备操作容易，生产规模可以控制。
TiO2光催化再生法是在借助光催化剂表面受光子激发产生的高活性强氧化剂·OH自由基，将水体中绝大多数的有机及部分无机污染物氧化，使其逐步氧化降解，最终生成CO2、H2O等无害或低毒物质，活性炭内的吸附位逐步空出，从而实现活性炭的光催化再生。TiO2光催化技术是近年迅速发展起来的一种发展前景相当看好的环境友好高级氧化技术。如果能将光催化技术应用到活性炭再生中去，则会提供一种全新的活性炭再生方法。这种活性炭的再生方法简单，能增强活性炭的净化能力，光催化反应速率还能将反应的副产物吸附使污染物完全净化，没有二次污染。因此光催化技术具有很好的发展趋势，在环境保护方面有巨大的发展潜力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供TiO2光催化活性炭再生方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)将吸附位点饱和的活性炭粉碎至粒径80～150目；
(2)配制光催化悬浮液：将平均粒径为80～300nm的TiO2均匀分散于溶液中，得到光催化悬浮液；
(3)将步骤(1)粉碎后的饱和活性炭置于上述光催化悬浮液中，于51～56℃，在光照下进行催化再生。
其中，上述TiO2光催化活性炭再生方法步骤(2)中，所述TiO2在光催化悬浮液中的浓度为4～15g/L。
优选的，上述TiO2光催化活性炭再生方法步骤(2)中，所述TiO2在光催化悬浮液中的浓度为8～12g/L。
其中，上述TiO2光催化活性炭再生方法步骤(2)中，所述溶液的pH值为3.0～4.5。
其中，上述TiO2光催化活性炭再生方法步骤(3)中，所述光照条件为：日光照射或者紫外光照射。
其中，上述TiO2光催化活性炭再生方法步骤(3)中，所述催化再生的时间为24～40h。
本发明的有益效果是：本方法借助纳米TiO2光催化剂表面受光子激发产生的高活性强氧化剂·OH自由基，将活性炭吸附的绝大多数的有机及部分无机污染物氧化，使其逐步氧化降解，最终生成二氧化碳、水等无害或低毒物质，使活性炭内的吸附位逐步空出，从而实现活性炭的再生。本方法活性炭再生效率高达89％，再生后的活性炭能够至少重复利用5次。
具体实施方式
本发明提供了TiO2光催化活性炭再生方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)将吸附位点饱和的活性炭粉碎至粒径80～150目；
(2)配制光催化悬浮液：将平均粒径为80～300nm的TiO2均匀分散于溶液中，得到光催化悬浮液；所述TiO2在光催化悬浮液中的浓度为4～15g/L；
(3)将步骤(1)粉碎后的饱和活性炭置于上述光催化悬浮液中，于51～56℃，在光照下进行催化再生。
优选的，上述TiO2光催化活性炭再生方法步骤(2)中，所述TiO2在光催化悬浮液中的浓度为8～12g/L。
其中，上述TiO2光催化活性炭再生方法步骤(2)中，所述溶液的pH值为3.0～4.5。
其中，上述TiO2光催化活性炭再生方法步骤(3)中，所述光照条件为：日光照射或者紫外光照射。
其中，上述TiO2光催化活性炭再生方法步骤(3)中，所述催化再生的时间为24～40h。
本方法的原理为：对于TiO2-活性炭负载体系，由于活性炭的吸附性能使其成为有机物的浓集中心，液相中有机污染物在活性炭上吸附得到浓缩性炭表面及其大孔内负载的TiO2，在光照情况下产生活性基团，则是使有机污染物降解转化分解为无机物的降解中心。正是由于降解中心的存在及其表面有机污染物浓度趋于零的状态，使得已吸附于活性炭孔内的有机污染物不断向这个中心扩散，形成活性炭孔内外有机污染物的浓度差。在浓度差的作用下，扩散作用持续进行，导致活性炭内吸附位点逐步空出，从而实现活性炭的光催化再生。
下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明，实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，实施例中未注明具体条件的实施方法，通常按常规条件。
实施例1
TiO2光催化活性炭再生方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)将吸附位点饱和的活性炭粉碎至粒径80目；
(2)配制光催化悬浮液：将平均粒径为100nm的TiO2均匀分散于溶液中，得到光催化悬浮液；所述TiO2在光催化悬浮液中的浓度为8g/L；溶液的pH值为3.0；
(3)将步骤(1)粉碎后的饱和活性炭置于上述光催化悬浮液中，于51℃，在日光光照下进行催化再生40h。
本实施例中活性炭再生效率达86％，再生后的活性炭能够可重复利用5次。
实施例2
TiO2光催化活性炭再生方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)将吸附位点饱和的活性炭粉碎至粒径120目；
(2)配制光催化悬浮液：将平均粒径为200nm的TiO2均匀分散于溶液中，得到光催化悬浮液；所述TiO2在光催化悬浮液中的浓度为15g/L；所述溶液的pH值为3.8；
(3)将步骤(1)粉碎后的饱和活性炭置于上述光催化悬浮液中，于53℃，在紫外光照射下进行催化再生30h。
本实施例中活性炭再生效率达88％，再生后的活性炭能够可重复利用5次。
实施例3
TiO2光催化活性炭再生方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)将吸附位点饱和的活性炭粉碎至粒径150目；
(2)配制光催化悬浮液：将平均粒径为280nm的TiO2均匀分散于溶液中，得到光催化悬浮液；所述TiO2在光催化悬浮液中的浓度为12g/L，溶液的pH值为4.5；
(3)将步骤(1)粉碎后的饱和活性炭置于上述光催化悬浮液中，于51～56℃，在紫外光照射下进行催化再生26h。
本实施例中活性炭再生效率达89％，再生后的活性炭能够可重复利用6次。
由以上实施例可见。本方法借助纳米TiO2光催化剂表面受光子激发产生的高活性强氧化剂·OH自由基，将活性炭吸附的绝大多数的有机及部分无机污染物氧化，使其逐步氧化降解，最终生成二氧化碳、水等无害或低毒物质，使活性炭内的吸附位逐步空出，从而实现活性炭的再生。本方法活性炭再生效率高达89％，再生后的活性炭能够至少重复利用5次。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.TiO2光催化活性炭再生方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
(1)将吸附位点饱和的活性炭粉碎至粒径80～150目；
(2)配制光催化悬浮液：将平均粒径为80～300nm的TiO2均匀分散于溶液中，得到光催化悬浮液；
(3)将步骤(1)粉碎后的饱和活性炭置于上述光催化悬浮液中，于51～56℃，在光照下进行催化再生。
2.根据权利要求1所述TiO2光催化活性炭再生方法，其特征在于，步骤(2)中，所述TiO2在光催化悬浮液中的浓度为4～15g/L。
3.根据权利要求2所述TiO2光催化活性炭再生方法，其特征在于，所述TiO2在光催化悬浮液中的浓度为8～12g/L。
4.根据权利要求1所述TiO2光催化活性炭再生方法，其特征在于，步骤(2)中，所述溶液的pH值为3.0～4.5。
5.根据权利要求1所述TiO2光催化活性炭再生方法，其特征在于，步骤(3)中，所述光照条件为：日光照射或者紫外光照射。
6.根据权利要求1所述TiO2光催化活性炭再生方法，其特征在于，步骤(3)中，所述催化再生的时间为24～40h。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107744803A (zh) * 2017-11-21 2018-03-02 常州亚环环保科技有限公司 一种活性炭再生的处理方法
CN107913690A (zh) * 2017-11-13 2018-04-17 常州鑫邦再生资源利用有限公司 一种粉状活性炭的再生方法
CN108543390A (zh) * 2018-03-29 2018-09-18 深圳市玖品空气净化科技有限公司 一种基于物联网的安全性高的空气净化设备
CN108855028A (zh) * 2018-06-16 2018-11-23 刘小民 一种甲烷重整反应催化剂的制备方法
CN109012643A (zh) * 2018-08-15 2018-12-18 成都仲测环境科技有限公司 一种可见光下光催化原位再生活性炭的方法
CN110116006A (zh) * 2019-04-19 2019-08-13 沈阳大学 一种负载型二氧化钛光催化复合材料及其制备方法和一种活性炭再生的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130142692A1 (en) * 2010-10-06 2013-06-06 Mohamed H. Tarifi Methods and apparatus for purification of air
CN203833665U (zh) * 2014-04-15 2014-09-17 浙江商业职业技术学院 一种间歇式自来水净化装置
CN104445183A (zh) * 2014-11-28 2015-03-25 浙江省林业科学研究院 木质粉状原料制光再生型中孔颗粒活性炭的方法及工艺
CN104785234A (zh) * 2015-03-02 2015-07-22 山东省环境保护科学研究设计院 一种蜂窝式活性炭负载催化剂板
CN104923203A (zh) * 2015-05-20 2015-09-23 上海应用技术学院 一种复合光催化剂及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130142692A1 (en) * 2010-10-06 2013-06-06 Mohamed H. Tarifi Methods and apparatus for purification of air
CN203833665U (zh) * 2014-04-15 2014-09-17 浙江商业职业技术学院 一种间歇式自来水净化装置
CN104445183A (zh) * 2014-11-28 2015-03-25 浙江省林业科学研究院 木质粉状原料制光再生型中孔颗粒活性炭的方法及工艺
CN104785234A (zh) * 2015-03-02 2015-07-22 山东省环境保护科学研究设计院 一种蜂窝式活性炭负载催化剂板
CN104923203A (zh) * 2015-05-20 2015-09-23 上海应用技术学院 一种复合光催化剂及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘守新: "活性炭光再生技术与TiO2——活性炭协同作用机制研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士) 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107913690A (zh) * 2017-11-13 2018-04-17 常州鑫邦再生资源利用有限公司 一种粉状活性炭的再生方法
CN107913690B (zh) * 2017-11-13 2020-10-02 常州鑫邦再生资源利用有限公司 一种粉状活性炭的再生方法
CN107744803A (zh) * 2017-11-21 2018-03-02 常州亚环环保科技有限公司 一种活性炭再生的处理方法
CN108543390A (zh) * 2018-03-29 2018-09-18 深圳市玖品空气净化科技有限公司 一种基于物联网的安全性高的空气净化设备
CN108855028A (zh) * 2018-06-16 2018-11-23 刘小民 一种甲烷重整反应催化剂的制备方法
CN109012643A (zh) * 2018-08-15 2018-12-18 成都仲测环境科技有限公司 一种可见光下光催化原位再生活性炭的方法
CN110116006A (zh) * 2019-04-19 2019-08-13 沈阳大学 一种负载型二氧化钛光催化复合材料及其制备方法和一种活性炭再生的方法

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