本发明专利技术涉及一种填充河沙负载氧化石墨烯/二氧化钛（GO/TiO2）填料的反应柱，包括圆柱形柱体，所述的圆柱形柱体为透明的，在柱体内填充有河沙负载氧化石墨烯/二氧化钛（GO/TiO2）填料，柱体的上下两端端口处均设有用以封住两端端口的端盖，柱体下端的端盖上连接有进水口并与柱体内相连通，下端的端盖上连接有出水口并与柱体内相连通。本发明专利技术从而从根本上去除抗生素类物质，避免吸附剂的再生和二次污染，将氧化石墨烯/二氧化钛（GO/TiO2）复合材料负载到河沙上，增大了反应柱内填料的密度，避免了氧化石墨烯和二氧化钛随水流流失而对水体造成二次污染。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种填充河沙负载氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)填料的反应柱，属于污水处理
技术介绍
抗生素类物质作为一类大量使用和具有潜在生理效应的新型微量污染物，近年来受到科学界和社会的普遍关注。由于这类抗生素物质极性较强、难挥发，阻止了他们从水体环境中的逃逸，加之人类活动连续的输入时环境中抗生素呈现“持续存在”的状态，严重威胁水生生态平衡，进而危害人类健康。因此，采用有效的方法和材料去除水体中抗生素类物质的任务愈发紧迫。氧化石墨烯是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，是一种性能优异的新型碳材料，具有较大的比表面积和丰富的表面官能团。由于在石墨层状结构中进入了大量含氧官能团，氧化石墨烯具有一定的亲水性，可以有效吸附大部分的含亲水基团的有机物。但氧化石墨烯只能单纯吸附污染物，无法从根本上将污染物去除，需要吸附剂再生，进而造成能源浪费和二次污染。二氧化钛作为目前研究最多的光催化材料，可以有效的催化抗生素类物质的光解，降低水体中抗生素含量。但是二氧化钛对抗生素的保留能力差，无法保证有效的接触时间。人工制备的二氧化钛通常颗粒细小，直接应用时难以实现固液分离，容易造成二次污染，限制了其直接作为抗生素类物质光解催化剂的应用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种填充河沙负载氧化石墨烯/ 二氧化钛填料的反应柱。本专利技术的技术方案如下:一种河沙负载氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)填料的制备方法，包括步骤如下:( I)氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)复合材料的制备将氧化石墨烯粉末加入到去离子水中，超声处理2(T40min，制得氧化石墨烯悬浊液，所述氧化石墨烯与去离子水的质量比为:1:100(Γ3:1000 ；向制得的氧化石墨烯悬浊液加入NaOH，溶解后滴加0.02^0.03mol/L的TiCl4溶液，搅拌制得混合溶液，TiCl4溶液与氧化石墨烯悬浊液体积比为1: 3^1: 2，然后经3500rpm/min离心15min,取沉淀,于10(Tll0°C下烘干3 5h,制得氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)复合材料；(2)将步骤(I)制得的G0/Ti02复合材料加入去离子水中，以12(Tl40W的功率超声处理2(T40min，制得G0/Ti02复合材料的水分散悬浊液，所述G0/Ti02复合材料与去离子水质量比为6:1000 ；(3)负载到河沙:取河沙过2(Γ30目筛，用水洗净，再用质量分数8 10wt%的盐酸清洗2 3次，最后用去离子水冲洗至pH6 8，制得处理后的河沙；将处理后的河沙加入到步骤(2)制得的氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)复合材料的水分散悬浊液中，混合均匀，制得混合物，将混合物平铺到培养皿中，10(Tl5(TC下烘干3飞h，制得河沙负载氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)填料。本专利技术优选的，步骤(I)中所述氧化石墨烯粉末加入到去离子水中，在超声功率120 140W 下超声 30min。本专利技术优选的，步骤(I)中所述氧化石墨烯悬浊液与NaOH固体的质量比为100:Γ 00:3ο本专利技术优选的，步骤(I)中TiCl4溶液的滴加速度为5 10ml/min。本专利技术优选的，步骤(3)中河沙与G0/Ti02复合材料的水分散悬浊液的质量比为1:1 1.5:1。 根据本专利技术，为了增大G0/Ti02复合材料在河沙上的负载量，重复以下步骤，制得的河沙负载氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)填料加入到步骤(2)制得的氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)复合材料的水分散悬浊液中，混合均匀，将混合物平铺到培养皿中，10(Tl5(TC下烘干 3 5h。本专利技术还提供一种填充河沙负载氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)填料的反应柱:包括圆柱形柱体，所述的圆柱形柱体为透明的，在柱体内填充有河沙负载氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)填料，柱体的上下两端端口处均设有用以封住两端端口的端盖，柱体下端的端盖上连接有进水口并与柱体内相连通，下端的端盖上连接有出水口并与柱体内相连通。本专利技术优选的,所述柱体高3(T50cm，柱体的外径3.0^4.0cm,内径2 4cm可以保证所有填料有效的采光，同时节省填料量。柱体高3(T50cm可以延长接触时间。所述的端盖为聚四氟乙烯端盖。在柱体内端盖与填料之间设置有过滤网，过滤网优选金属网。过滤网的设置可以防止填料堵塞进出水口。所述的圆柱形柱体为有机玻璃壳体。本专利技术中的氧化石墨烯粉末是按现有技术制备的。例如，利用采用hummers氧化法制得氧化石墨烯，干燥后研磨过8(Γ150目筛，即得氧化石墨烯粉末。本专利技术的工作过程如下:反应柱采用模拟抗生素废水连续进水，抗生素浓度为f5mg/L，进水流量为Γ3πι1/π η，模拟废水从柱底端进水口进入，与填料充分接触后，由柱顶端流出。本专利技术的优点如下:1、本专利技术的河沙负载氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)填料，氧化石墨烯可以有效地吸附废水中的抗生素，延长二氧化钛与抗生素的接触时间，再利用二氧化钛优良的光催化性能，促进抗生素的光分解，从而从根本上去除抗生素类物质，避免吸附剂的再生和二次污染，将氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)复合材料负载到河沙上，增大了反应柱内填料的密度，避免了氧化石墨烯和二氧化钛随水流流失而对水体造成二次污染。2、本专利技术氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)复合材料的制备与现有技术相比反应条件温和，反应中生成的Ti (OH)4能够较均匀的附着在GO表面，烘干后，Ti (OH)4脱水生成TiO2并牢固附着在GO表面。3、本专利技术的反应柱与现有反应器相比，填充物为河沙负载氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)填料，具有较好的吸附性能和光催化性能，对抗生素类物质去除彻底，反应柱直径较小可以保证所有填料有效的采光，柱身相对较长可以延长接触时间，使二氧化钛对抗生素的光分解效果显著提高，同时保证充足的填料量。附图说明图1为本专利技术填充河沙负载氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)填料的反应柱的结构示意图，其中，1、蠕动泵，2、进水口，3、金属网，4、填料，5、出水口。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明，但本专利技术所保护范围不限于此。实施例中所述河沙为建筑用沙。实施例1一种河沙负载氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)填料的制备方法，包括步骤如下:1、G0/Ti02复合材料的制备:将0.2g氧化石墨烯加入到IOOml去离子水中，130w超声处理30min，使氧化石墨烯完全分散，制得氧化石墨烯悬浊液。向氧化石墨烯悬浊液中加入1.0g NaOH固体，搅拌至NaOH溶解，然后在不断搅拌中缓慢加入0.02mol/L TiCl4至不再有沉淀产生，TiCl4溶液与氧化石墨烯悬浊液体积比为1:3，然后经3500rpm/min离心15min，取沉淀，在105°C下烘干5h，制得氧化石墨烯/ 二氧化钛(G0/Ti02)复合材料；2、制得的G0/Ti02复合材料加入去离子水中，以130w的功率超声处理30min，制得G0/Ti02复合材料的水分散悬浊液，所述G0/Ti02复合材料与去离子水质量比为6:1000。3、负载到河沙:将河沙先过20目筛子，再过30目筛子，取两筛中间部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种河沙负载氧化石墨烯/二氧化钛（GO/TiO2）填料的制备方法，包括步骤如下：（1）氧化石墨烯/二氧化钛（GO/TiO2）复合材料的制备将氧化石墨烯粉末加入到去离子水中，超声处理20~40min，制得氧化石墨烯悬浊液，所述氧化石墨烯与去离子水的质量比为：1:1000~3:1000；向制得的氧化石墨烯悬浊液加入NaOH，溶解后滴加0.02~0.03mol/L的TiCl4溶液，搅拌制得混合溶液，TiCl4溶液与氧化石墨烯悬浊液体积比为1:3~1:2，然后经3500rpm/min离心15min，取沉淀，于100~110℃下烘干3~5h，制得氧化石墨烯/二氧化钛（GO/TiO2）复合材料；（2）将步骤（1）制得的GO/TiO2复合材料加入去离子水中，以120~140W的功率超声处理20~40min，制得GO/TiO2复合材料的水分散悬浊液，所述GO/TiO2复合材料与去离子水质量比为6:1000；（3）负载到河沙：取河沙过20~30目筛，用水洗净，再用质量分数8~10wt%的盐酸清洗2~3次，最后用去离子水冲洗至pH6~8，制得处理后的河沙；将处理后的河沙加入到步骤（2）制得的氧化石墨烯/二氧化钛（GO/TiO2）复合材料的水分散悬浊液中，混合均匀，制得混合物，将混合物平铺到培养皿中，100~150℃下烘干3~5h，制得河沙负载氧化石墨烯/二氧化钛（GO/TiO2）填料。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王曙光，宋超，孙雪菲，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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