一种增加纳米TiO2/AC光催化剂活性的方法，步骤为：第一步，氧化处理活性炭：取80-120目市售活性炭100g，然后用硝酸进行氧化处理，完成后用水洗至pH值为5恒定为止，然后放入烘箱中用120℃烘干；氧化处理条件为硝酸浓度1.5-12.0mol/L，处理时间2-24小时，处理温度25-95℃；第二步，负载纳米TiO2：按2-8%的负载量将活性炭载体加入到水分散的TiO2纳米晶或TiO2溶胶溶液中，经超声处理使TiO2纳米晶或TiO2溶胶均匀吸附到活性炭表面，30分钟后放入120℃烘箱中烘干，使用TiO2溶胶为TiO2前驱体时须高纯氮气保护600℃恒温处理1小时，得TiO2/AC光催化剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及活性炭处理和活性炭负载纳米TiO2制备Ti02/AC光催化剂。
技术介绍
以光、电等方法催化降解去除毒有害物质，是典型的污染物低碳处理过程。纳米TiO2利用光照催化降解有毒有害物质，具有性质稳定、无毒、对有机物的降解可彻底矿化、无二次污染等优点，是目前被公认的最佳光催化剂。由于TiO2颗粒太小，在应用中回收困难，因此以载体负载，其中，以活性炭(AC)负载(构成TiO2AC催化剂体系)既可以回收，又具有催化协同效应，是目前最具实用的光催化剂体系。TiO2AC催化剂的光催化活性的高低对其应用效率具有十分重要的作用其催化 活性越高，则效率越高，催化剂用量越少或单位体积的处理容器效率越高。目前，提高TiO2/AC催化剂的方法主要有TiO2的掺杂(甘礼华，刘明贤，张霄英，陈龙武.掺铁TiO2-活性炭复合材料的制备及其光催化活性.同济大学学报(自然科学版)，2009，36(4):538-542;刘畅，暴宁钟，杨祝红，陆小华.催化学报，2001，22(2) : 215-218 ;鲁飞，孟凡明.TiO2光催化剂掺杂改性研究进展，硅酸盐通报，2011，30(1) : 119-124)、催化剂载体的选择(黄正宏，许德平，康飞宇，等.炭与TiO2光催化剂的复合及协同作用研究进展.新型炭材料，2004，19(3) : 229-236)和TiO2的晶型控制(崔玉民.影响纳米材料TiO2光催化活性的因素.稀有金属，2006，30(1) : 107-113;钟永科，唐国风，朱万强，等.水热法合成锐钛型纳米TiO2的研究.功能材料，2003，34(1) : 86-90;王晓静，胡中华，陈玉娟，刘亚菲，温祖标.以偏钛酸为原料制备高效负载型纳米Ti02/活性炭光催化剂 化学学报，2008，(22) : 2445-2450)等。活性炭具有的特点是1)价廉、易得；2)有大量的表面石墨微晶、较大的比表面、丰富的孔结构和各种表面基团等；3)表面各种基团对纳米TiO2在其表面的分散具有重要作用，活性炭氧化处理将在其表面引入各种基团，因此对纳米TiO2光催化剂的活性产生重要的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的意在提供一种增加TiO2AC光催化剂活性的实用新途径。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案 一种增加纳米TiO2Ac光催化剂活性的方法，用于制备活性炭负载的纳米晶TiO2光催化剂时，制备时先使用氧化剂对活性炭进行处理，以增加催化剂的光催化活性，以一般的工业活性炭为原料，先用氧化剂对活性炭进行氧化处理，然后将纳米TiO2负载到活性炭表面，具体操作步骤为 第一步，氧化处理活性炭取80-120目市售活性炭100g，然后用硝酸进行氧化处理，完成后用水洗至PH值为5恒定为止，然后放入烘箱中用120°C烘干；氧化处理条件为硝酸浓度I. 5-12. 0 mol/L，处理时间2-24小时，处理温度25-95°C ； 第二步，负载纳米TiO2 :按2-8%的负载量将活性炭载体加入到水分散的TiO2纳米晶或TiO2溶胶溶液中，经超声处理使TiO2纳米晶或TiO2溶胶均匀吸附到活性炭表面，30分钟后放入120°C烘箱中烘干，使用TiO2溶胶为TiO2前驱体时须高纯氮气保护600°C恒温处理I小时，得Ti02/AC光催化剂。所述第一步中氧化处理的活性炭最好为除去浮炭的市售煤质活性炭。所述第一步中氧化处理的活性炭最好为市售活性炭纤维。所述第一步中氧化处理的活性炭最好为市售木质活性炭。所述第一步中氧化处理的活性炭为市售椰壳活性炭。采用上述技术方案的有益效果是 与已有技术相比，本专利技术具有如下优点 本专利技术通过氧化剂氧化处理活性炭载体，达到纳米TiO2AC催化剂光催化活性的增加， 不同于掺杂纳米TiO2或控制纳米TiO2晶型方法、也不同于催化剂载体选择途径，利用的是硝酸等处理活性炭载体，达到催化剂活性的提高，方法简单、操作简便。具体实施例方式实施例I 取80-120目除去浮炭的市售煤质活性炭100g，加入3.0mol/L的硝酸溶液250mL后25°C处理8小时，完成后用水洗至pH值为5恒定为止，然后放入烘箱中用120°C烘干，按活性炭质量的4. 0%将商品纳米TiO2晶(德国，P-25)经超声负载到活性炭表面，制得TiO2AC催化剂，然后以甲基橙为降解物测定其催化活性。试验操作如下准确取催化剂0. 15g,置于150mL的烧杯中，加入I. 0Xl(T4g/mL的甲基橙水溶液150mL，浸泡过夜，待达到吸附饱和之后，慢慢倒掉上清液，再加入20mL相同浓度的甲基橙溶液，放置在40W紫外灯下(IOcm处)，打开紫外灯后，测定TiO2AC催化剂对甲基橙的降解率，光降解80分钟后，结果如下 活性炭载体未处理活性炭处理活性炭 甲基橙的降解率，％60. I71.4。甲基橙的降解率=(1-催化后甲基橙的浓度/催化前甲基橙的浓度)X 100%。实施例2 处理时间对催化剂光催化活性的影响 取80-120目除去浮炭的市售煤质活性炭100g，共三份，分别加入3. Omol/L的硝酸溶液250mL于25°C分别处理2、8和24小时，完成后用水洗至pH值为5恒定为止，然后放入烘箱中用120°C烘干，按活性炭质量的4. 0%将商品纳米TiO2晶经超声负载到活性炭表面，制得TiO2AC催化剂，然后按实施例I方法以甲基橙为降解物测试其光催化活性，光降解80分钟后，结果如下 活性炭处理时间，h 未处理活性炭 2.08.0 24.0 甲基橙的降解率，％59.668.9 72. I 73.5。实施例3 处理浓度对催化剂光催化活性的影响 取80-120目除去浮炭的市售煤质活性炭100g，共三份，分别加入1.5、3.0和12.0 mol/L的硝酸溶液250mL于25°C分别处理24小时，完成后用水洗至pH值为5恒定为止，然后放入烘箱中用120°C烘干，按活性炭质量的4. 0%将商品纳米TiO2晶经超声负载到活性炭表面，制得TiO2AC催化剂，然后按实施例I方法以甲基橙为降解物测试其光催化活性，光降解80分钟后，结果如下 活性炭处理浓度，mol/L 未处理活性炭 1.53.012.0 甲基橙的降解率，％60.565.473.5 75.5。实施例4 处理温度对催化剂光催化活性的影响 取80-120目除去浮炭的市售煤质活性炭100g，共三份，分别加入3. Omol/L的硝酸溶液250mL于25、60和95°C下处理4小时，完成后用水洗至pH值为5恒定为止，然后放入烘箱中用120°C烘干，按活性炭质量的4. 0%将商品纳米TiO2晶经超声负载到活性炭表面，制 得TiO2AC催化剂，然后按实例I方法以甲基橙为降解物测试其光催化活性，光降解80分钟后，结果如下活性炭处理温度，V 未处理活性炭256095甲基橙的降解率，％ 60. 367.6 72. 766.9。实施例5 活性炭种类对催化剂光催化活性的影响 取80-120目市售椰壳活性炭、市售木质活性炭和市售活性炭纤维(黏胶基)各100g，分别加入3. 0mol/L的硝酸溶液250mL于室温下处理8小时,完成后用水洗至pH值为5恒定为止，然后放入烘箱中用120°C烘干，按活性炭质量的4. 0%将商品纳米TiO2晶经超声负本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种增加纳米TiO2/AC光催化剂活性的方法，用于制备活性炭负载的纳米晶TiO2光催化剂时，制备时先使用氧化剂对活性炭进行处理，以增加催化剂的光催化活性，其特征在于:以一般的工业活性炭为原料，先用氧化剂对活性炭进行氧化处理，然后将纳米TiO2负载到活性炭表面，具体操作步骤为：第一步，氧化处理活性炭：取80？120目市售活性炭100g，然后用硝酸进行氧化处理，完成后用水洗至pH值为5恒定为止，然后放入烘箱中用120℃烘干；氧化处理条件为硝酸浓度1.5？12.0？mol/L，处理时间2？24小时，处理温度25？95℃；第二步，负载纳米TiO2：按2？8%的负载量将活性炭载体加入到水分散的TiO2纳米晶或TiO2溶胶溶液中，经超声处理使TiO2纳米晶或TiO2溶胶均匀吸附到活性炭表面，30分钟后放入120℃烘箱中烘干，使用TiO2溶胶为TiO2前驱体时须高纯氮气保护600℃恒温处理1小时，得TiO2/AC光催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钟永科，袁泽利，周卿，王勇，谢宝贤，
申请(专利权)人：遵义医学院，
类型：发明
国别省市：
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