[發明專利]一種生物炭基二氧化鈦復合光催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310099123.4
• 申請日: 2023-02-09
• 公開（公告）號: CN116272934A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 劉惠平;王虹茹
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 張寧

本發明提供了一種生物炭基二氧化鈦復合光催化劑及其制備方法和應用，屬于光催化劑技術領域。本發明將花生殼顆粒、二氧化鈦和十二烷基硫酸鈉混合得到混合物；對混合物順次進行活化處理和焙燒處理，即得到生物炭基二氧化鈦復合光催化劑。本發明得到的生物炭基二氧化鈦復合光催化劑具有良好的吸附性和光催化降解亞甲基藍的效果，重復利用率高，循環使用3次之后降解效率能夠仍然能達到90％以上。本發明為花生殼等生物質垃圾的資源化提供有效途徑，并較好的解決了生物炭重復使用率不高的問題。

技術領域

本發明涉及光催化劑技術領域，尤其涉及一種生物炭基二氧化鈦復合光催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

我國是世界上重要的花生生產國，種植面積列印度之后，居世界第二位，但是花生殼只有很少一部分用來制作粗飼料或燃料，其余大部分會被白白扔掉，造成了資源的極大浪費，且對環境污染造成了一定的影響。不少科研工作者對花生殼的開發利用進行了研究，發現其可用于農業、食品、醫藥、化工、輕工等多種領域，并取得了不少研究成果。花生殼中含有大量的多酚類和纖維素類物質，對花生殼的吸附性能有很大的作用，如處理后可用其吸附去除廢水中的有機污染物(馮玲玲,俞志敏,衛新來,等.花生殼活化吸附廢水中重金屬研究現狀[J].環保科技,2015,21(05):39-45)。

工業廢水源源不斷地排放進入自然環境中，給水資源、土壤資源都造成的難以挽回的影響，其中有機染料及其排放物的處理受到人們的廣泛關注。亞甲基藍(MB)是工業印染中經常用到的染料之一，是一種具有芳香結構的陽離子有機染料，被用作木材、棉、絲、紡織品、印刷、農藥、紙漿和造紙、化妝品、食品加工以及研究實驗室的主要原料，其水溶液呈堿性且有毒，是一種難降解的有機化合物(YUEN?F?K，HAMEED?B?H.Recent?developmentsin?the?preparation?and?regeneration?of?activated?carbons?by?microwaves[J.Advances?in?Colloid?and?Interface?Science,2009,149(1－2):19-27)。

截至目前，各種廢水處理技術已經受到廣泛的關注，例如化學混凝法、吸附法、混凝—絮凝法、光催化劑法(陸麗麗,單銳,何明陽,等.新型TiO2/生物炭復合催化劑光催化降解甲基橙[J].太陽能學報,2021,42(04):32-39)、臭氧法等，但是都存在著能耗、經濟性、大規模應用不穩定等問題。目前正在探索的各種物理、化學和生物技術中，吸附被廣泛認為是一種最有效、最有前途的方法。吸附法適用于去除水和廢水中染料，許多具有吸附性的材料已經被廣泛研究用作染料的吸附劑，例如碳納米管、石墨烯氧化物、高分子聚合物、多孔沸石、金屬氧化物以及生物炭等，其中生物炭因其比表面積及孔體積較大，得到了廣泛研究。

生物炭吸附是將被吸附物質從液相轉移到固相，不能從根本上降解有機物質，而且活性炭易吸附飽和，導致吸附性能急劇下降。除此，更換新炭會導致處理成本過高，廢棄飽和活性炭易造成資源浪費及二次污染等問題，這些限制了純活性炭的推廣應用(伏曉林,賈彪,王占鑫,等.活性炭再生方法及其在水處理中的應用研究進展[J].工業用水與廢水,2020,51(3):1-5)。因此，如何實現光降解和物理吸附相結合，得到一種降解性能優異、利用效率高的催化劑材料，是目前需要解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種生物炭基二氧化鈦復合光催化劑及其制備方法和應用，以解決現有的吸附材料只能夠吸附不能有效降解有機污染物的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種生物炭基二氧化鈦復合光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

1)將花生殼顆粒、二氧化鈦和十二烷基硫酸鈉混合得到混合物；

2)對混合物順次進行活化處理和焙燒處理，即得到生物炭基二氧化鈦復合光催化劑。