本發(fā)明屬于活性炭再生技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及TiO2光催化活性炭再生方法。
背景技術(shù)：
目前木質(zhì)活性炭傳統(tǒng)再生方法主要有：熱再生法、生物再生法、濕式氧化再生法、溶劑再生法等；但傳統(tǒng)的活性炭再生技術(shù)除了各自有不少弊端外，通常還有三點(diǎn)共同的缺陷：①再生過程中活性炭損失往往較大；②再生后活性炭吸附能力會(huì)有明顯下降；③再生時(shí)產(chǎn)生的尾氣會(huì)造成空氣的二次污染。因此，人們或?qū)鹘y(tǒng)的再生技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),或探索全新的再生技術(shù)。
實(shí)踐證明，再生方法的經(jīng)濟(jì)性成為制約該法在環(huán)境工程領(lǐng)域更加廣泛應(yīng)用的主要瓶頸。因此，如何選擇經(jīng)濟(jì)有效的再生方法成為使用活性炭吸附技術(shù)的關(guān)鍵所在?；钚蕴吭偕^程中首先應(yīng)當(dāng)考慮盡量減少對(duì)炭基質(zhì)本身的影響，即盡量保持原有的炭骨架，以便反復(fù)使用而不會(huì)對(duì)活性炭吸附性能產(chǎn)生很大的影響；其次隨著活性炭用量的不斷增加，人們對(duì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求提高了，要求活性炭再生后產(chǎn)生的二次污染盡可能?。豢紤]到再生炭的經(jīng)濟(jì)性問題，盡量使活性炭再生工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備操作容易，生產(chǎn)規(guī)?？梢钥刂?。
TiO2光催化再生法是在借助光催化劑表面受光子激發(fā)產(chǎn)生的高活性強(qiáng)氧化劑·OH自由基，將水體中絕大多數(shù)的有機(jī)及部分無(wú)機(jī)污染物氧化，使其逐步氧化降解，最終生成CO2、H2O等無(wú)害或低毒物質(zhì)，活性炭?jī)?nèi)的吸附位逐步空出，從而實(shí)現(xiàn)活性炭的光催化再生。TiO2光催化技術(shù)是近年迅速發(fā)展起來(lái)的一種發(fā)展前景相當(dāng)看好的環(huán)境友好高級(jí)氧化技術(shù)。如果能將光催化技術(shù)應(yīng)用到活性炭再生中去，則會(huì)提供一種全新的活性炭再生方法。這種活性炭的再生方法簡(jiǎn)單，能增強(qiáng)活性炭的凈化能力，光催化反應(yīng)速率還能將反應(yīng)的副產(chǎn)物吸附使污染物完全凈化，沒有二次污染。因此光催化技術(shù)具有很好的發(fā)展趨勢(shì)，在環(huán)境保護(hù)方面有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供TiO2光催化活性炭再生方法，該方法具體包括以下步驟：
(1)將吸附位點(diǎn)飽和的活性炭粉碎至粒徑80～150目；
(2)配制光催化懸浮液：將平均粒徑為80～300nm的TiO2均勻分散于溶液中，得到光催化懸浮液；
(3)將步驟(1)粉碎后的飽和活性炭置于上述光催化懸浮液中，于51～56℃，在光照下進(jìn)行催化再生。
其中，上述TiO2光催化活性炭再生方法步驟(2)中，所述TiO2在光催化懸浮液中的濃度為4～15g/L。
優(yōu)選的，上述TiO2光催化活性炭再生方法步驟(2)中，所述TiO2在光催化懸浮液中的濃度為8～12g/L。
其中，上述TiO2光催化活性炭再生方法步驟(2)中，所述溶液的pH值為3.0～4.5。
其中，上述TiO2光催化活性炭再生方法步驟(3)中，所述光照條件為：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驟(3)中，所述催化再生的時(shí)間為24～40h。
本發(fā)明的有益效果是：本方法借助納米TiO2光催化劑表面受光子激發(fā)產(chǎn)生的高活性強(qiáng)氧化劑·OH自由基，將活性炭吸附的絕大多數(shù)的有機(jī)及部分無(wú)機(jī)污染物氧化，使其逐步氧化降解，最終生成二氧化碳、水等無(wú)害或低毒物質(zhì)，使活性炭?jī)?nèi)的吸附位逐步空出，從而實(shí)現(xiàn)活性炭的再生。本方法活性炭再生效率高達(dá)89％，再生后的活性炭能夠至少重復(fù)利用5次。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了TiO2光催化活性炭再生方法，該方法具體包括以下步驟：
(1)將吸附位點(diǎn)飽和的活性炭粉碎至粒徑80～150目；
(2)配制光催化懸浮液：將平均粒徑為80～300nm的TiO2均勻分散于溶液中，得到光催化懸浮液；所述TiO2在光催化懸浮液中的濃度為4～15g/L；
(3)將步驟(1)粉碎后的飽和活性炭置于上述光催化懸浮液中，于51～56℃，在光照下進(jìn)行催化再生。
優(yōu)選的，上述TiO2光催化活性炭再生方法步驟(2)中，所述TiO2在光催化懸浮液中的濃度為8～12g/L。
其中，上述TiO2光催化活性炭再生方法步驟(2)中，所述溶液的pH值為3.0～4.5。
其中，上述TiO2光催化活性炭再生方法步驟(3)中，所述光照條件為：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驟(3)中，所述催化再生的時(shí)間為24～40h。
本方法的原理為：對(duì)于TiO2-活性炭負(fù)載體系，由于活性炭的吸附性能使其成為有機(jī)物的濃集中心，液相中有機(jī)污染物在活性炭上吸附得到濃縮性炭表面及其大孔內(nèi)負(fù)載的TiO2，在光照情況下產(chǎn)生活性基團(tuán)，則是使有機(jī)污染物降解轉(zhuǎn)化分解為無(wú)機(jī)物的降解中心。正是由于降解中心的存在及其表面有機(jī)污染物濃度趨于零的狀態(tài)，使得已吸附于活性炭孔內(nèi)的有機(jī)污染物不斷向這個(gè)中心擴(kuò)散，形成活性炭孔內(nèi)外有機(jī)污染物的濃度差。在濃度差的作用下，擴(kuò)散作用持續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)致活性炭?jī)?nèi)吸附位點(diǎn)逐步空出，從而實(shí)現(xiàn)活性炭的光催化再生。
下面結(jié)合具體的實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)施方法，通常按常規(guī)條件。
實(shí)施例1
TiO2光催化活性炭再生方法，該方法具體包括以下步驟：
(1)將吸附位點(diǎn)飽和的活性炭粉碎至粒徑80目；
(2)配制光催化懸浮液：將平均粒徑為100nm的TiO2均勻分散于溶液中，得到光催化懸浮液；所述TiO2在光催化懸浮液中的濃度為8g/L；溶液的pH值為3.0；
(3)將步驟(1)粉碎后的飽和活性炭置于上述光催化懸浮液中，于51℃，在日光光照下進(jìn)行催化再生40h。
本實(shí)施例中活性炭再生效率達(dá)86％，再生后的活性炭能夠可重復(fù)利用5次。
實(shí)施例2
TiO2光催化活性炭再生方法，該方法具體包括以下步驟：
(1)將吸附位點(diǎn)飽和的活性炭粉碎至粒徑120目；
(2)配制光催化懸浮液：將平均粒徑為200nm的TiO2均勻分散于溶液中，得到光催化懸浮液；所述TiO2在光催化懸浮液中的濃度為15g/L；所述溶液的pH值為3.8；
(3)將步驟(1)粉碎后的飽和活性炭置于上述光催化懸浮液中，于53℃，在紫外光照射下進(jìn)行催化再生30h。
本實(shí)施例中活性炭再生效率達(dá)88％，再生后的活性炭能夠可重復(fù)利用5次。
實(shí)施例3
TiO2光催化活性炭再生方法，該方法具體包括以下步驟：
(1)將吸附位點(diǎn)飽和的活性炭粉碎至粒徑150目；
(2)配制光催化懸浮液：將平均粒徑為280nm的TiO2均勻分散于溶液中，得到光催化懸浮液；所述TiO2在光催化懸浮液中的濃度為12g/L，溶液的pH值為4.5；
(3)將步驟(1)粉碎后的飽和活性炭置于上述光催化懸浮液中，于51～56℃，在紫外光照射下進(jìn)行催化再生26h。
本實(shí)施例中活性炭再生效率達(dá)89％，再生后的活性炭能夠可重復(fù)利用6次。
由以上實(shí)施例可見。本方法借助納米TiO2光催化劑表面受光子激發(fā)產(chǎn)生的高活性強(qiáng)氧化劑·OH自由基，將活性炭吸附的絕大多數(shù)的有機(jī)及部分無(wú)機(jī)污染物氧化，使其逐步氧化降解，最終生成二氧化碳、水等無(wú)害或低毒物質(zhì)，使活性炭?jī)?nèi)的吸附位逐步空出，從而實(shí)現(xiàn)活性炭的再生。本方法活性炭再生效率高達(dá)89％，再生后的活性炭能夠至少重復(fù)利用5次。
本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。