[发明专利]TiO2光催化活性炭再生方法

说明书

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。