专利名称：活性炭负载掺银TiO的制作方法
技术领域：
本发明属于水净化处理技术领域，具体涉及一种活性炭负载掺银TiO2光催化家用饮水机的净水柱。
背景技术：
目前，人们大都将自来水煮沸后直接饮用，煮沸只能杀死水中的细菌，难以去除水中溶解的有机物和重金属离子。随着水源污染日趋严重，自来水中有机物含量大幅度升高，长期饮用有害物质超标水对人类的健康将产生严重危害，特别是采用氯气消毒的自来水，易产生具有三致(致癌、致畸变、致突变)的物质，对人体危害更为严重。
传统的饮用水净化方法为活性炭吸附和膜过滤。但在使用过程中，随着活性炭上有害物质吸附量的增加，其吸附能力下降，出水水质劣化，需要经常更换，但更换的时间难以掌握。对于膜过滤来说，水中的悬浮物及水垢容易使膜堵塞，需要经常清洗。另外，细菌能够以附着在活性炭和过滤膜表面的有机物为食物而迅速繁殖，危及人的身体健康。由于TiO2光催化饮用水是一种全新的净化方法，能将水中有机物分解成CO2和水，并使水中重金属离子还原去除，不会产生二次污染，但由于自来水中的有机物含量很低，水在净化柱中停留时间较短，光催化效率低，难以使处理后水质达到直接饮用的标准。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种活性炭负载掺银TiO2光催化家用饮水机的净水柱。该净水柱采用在活性炭表面沉积TiO2作为光催化剂，将活性炭的吸附作用和TiO2光催化作用相结合，使自来水中有机物得以深度净化。当自来水经过光催化柱时，水中微量有机物被活性炭吸附而被富集。在紫外光照射下，TiO2表面产生光生电子—空穴对，光生空穴具有强氧化作用，光生电子具有强还原作用。被活性炭吸附的有机物扩散至TiO2表面，被光生空穴氧化分解为CO2和水。重金属离子在TiO2表面被光生电子还原而从中去除，在紫外光和光催化剂共同作用下，水中细菌和有害物质被杀灭从而使自来水达到可直接饮用的程度。
本发明的目的是将活性炭的吸附作用与TiO2的光催化作用相结合，将其用于饮用水的净化，使自来水深度净化后可以直接饮用。
本发明所提供的净水柱为柱体结构，净水柱组成是净水柱中装有镀有掺银TiO2膜的颗粒活性炭8，装紫外灯3的石英管2垂直位于净水柱中部，固定多孔隔板4与活动多孔隔板9分别水平位于净水柱的上下部，滤布5与滤布10分别位于固定多孔隔板4与活动多孔隔板9的下部，进水口1位于净水柱的上部与净水柱底部的可卸封头11相连，出水口6位于净水柱的上部，净水柱由塑料外壳7密封。
本发明所使用的活性炭负载掺银TiO2是通过以下方式制备A、在0.1～0.3mol/L的(NH4)2TiF6和0.15～0.50mol/L H3BO3溶液中，用氨水调节PH为1.0～3.0，将经洗涤干燥后的颗粒状活性炭浸入，在40～60℃条件下反应2～8h，取出沉积了TiO2的载体，洗涤干燥后在300～600℃热处理2h，得到活性炭负载TiO2光催化剂。
B、将以上制得的光催化剂置于大烧杯中，加入0.02mol/L～0.08mol/L的AgNO3溶液，在搅拌条件用紫外光照射，Ag+被还原为Ag原子沉积在TiO2表面，时间为5～15min，得到活性炭负载掺银TiO2光催化剂。TiO2掺银不仅可以增强杀菌能力而且可以提高光催化效率。
本发明将活性炭的吸附作用和TiO2的光催化作用相结合，可以使自来水中微量有机物有效地分解为CO2和H2O，使水中重金属离子还原为金属从水中析出，杀灭水中细菌和其它有害微生物，使自来水达到直接饮用的程度。装置简便、操作方便、价格低廉、净化过程不会产生新的污染，是一种高效率、低消耗的直饮水制备方法。
附图为本实用新型的结构示意图。
图中1.进水口，2.石英管，3.紫外灯(254nm)，4.固定多孔隔板，5.滤布，6.出水口，7.塑料外壳，8.镀有TiO2膜的颗粒活性炭，9.活动多孔隔板，10.滤布，11.可卸封头
具体实施例方式下面以实施例来对本发明的应用做进一步的阐述净化柱直径为6cm，长度为20cm，内装8W紫外灯，装填120克活性炭负载TiO2光催化剂，TiO2的负载量为2％，控制水的流量，在光催化条件下检测进水和出水的水质变化，水中有机物含量用COD(化学耗氧量)表征，重金属离子用原子分光光度计测量，水中细菌数采用平板计数法检测，以马鞍山市管道自来水为源水，测量在催化剂吸附达到饱和条件下进行，结果如下实施例1.
水的流量为1600mL/h，自来水COD为6.0mg/L，细菌数为500个/L，重金属离子Hg2+、Ca2+、Cr2+等未检出，光催化净化后COD为0.8mg/L，细菌数为零。
实施例2.
水的流量为1500mg/h，进水COD为6.5mg/L，细菌数为450个/L，重金属离子未检出，出水COD为1.0mg/L，细菌数为零。
实施例3.
水的流量为2000mg/h，进水COD为5.5mg/L，细菌数为400个/L，重金属离子未检出，净水后出水COD为1.2mg/L，细菌数为零。
以上结果均达到直饮水的水平。
权利要求
1.活性炭负载掺银TiO2光催化家用饮水机的净水柱，其特征在于净水柱组成是净水柱中装有镀有掺银TiO2膜的颗粒活性炭8，装紫外灯3的石英管2垂直位于净水柱中部，固定多孔隔板4与活动多孔隔板9分别水平位于净水柱的上下部，滤布5与滤布10分别位于固定多孔隔板4与活动多孔隔板9的下部，进水口1位于净水柱的上部与净水柱底部的可卸封头11相连，出水口6位于净水柱的上部，净水柱由塑料外壳7密封。
2.根据权利要求1所述的活性炭负载掺银TiO2光催化家用饮水机的净水柱，其特征在于其中所述的活性炭负载掺银TiO2是通过以下方式制备的A、在0.1～0.3mol/L的(NH4)2TiF6和0.15～0.50mol/L H3BO3溶液中，用氨水调节PH为1.0～3.0，将经洗涤干燥后的颗粒状活性炭浸入，在40～60℃条件下反应2～8h，取出沉积了TiO2的载体，洗涤干燥后在300～600℃热处理2h，得到活性炭负载TiO2光催化剂。B、将以上制得的光催化剂置于大烧杯中，加入0.02mol/L～0.08mol/L的AgNO3溶液，在搅拌条件用紫外光照射，Ag+被还原为Ag原子沉积在TiO2表面，时间为5～15min，得到活性炭负载掺银TiO2光催化剂。
全文摘要
本发明提供一种活性炭负载掺银TiO
文档编号A47J31/00GK1973736SQ20061009829
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月11日 优先权日2006年12月11日
发明者张国栋, 孙和芳 申请人:张国栋, 孙和芳