一种可见光下光催化原位再生活性炭的方法与流程

本发明属于活性炭再生技术领域，尤其涉及一种可见光下sno2-qds/pt光催化原位再生活性炭的方法。

背景技术

活性炭是一种多孔材料，具有很强的吸附性能，并且具有化学稳定性好、机械强度高、能耐酸碱，不溶于水和有机溶剂等优点，由于自身众多的优异性能，被广泛应用于环保、化工、食品加工、湿法冶金、军事防护等领域。己经成为国民经济和国防建设以及人们日常生活必不可少的重要产品。随着世界范围内工业技术的快速发展，近年来环境污染日益严重，而活性炭在治理环境污染方面越来越显示出广阔的应用前景。随着活性炭制造规模及其应用领域的不断扩大，无论从经济还是环保角度考虑，进行活性炭的再生都很必要。

目前活性炭的再生技术主要有热再生法、湿式氧化再生法、微波辅助再生法、生物再生法、超临界氧化法、电化学再生法、生物膜法、溶剂萃取再生法、光催化氧化法等方法。光催化技术是一种在能源和环境领域都有着重要应用和发展前景的绿色技术。作为光催化技术的载体，催化剂的选择对于催化性能的好坏有着重大影响。量子点半导体由于量子效应带来的显著效益，目前已成为催化领域研究的热点。zhou的课题组通过制备出tio2/pt的催化剂，研究了该复合材料对co氧化活性的影响(acscatal.2016,6,7799-7809)。也有一些科研工作者研究了tio2/pt复合材料对甲醛的降解行为，均取得了不错的研究成果(journalofthetaiwaninstituteofchemicalengineers.2015,50,276-281.,chinesejournalofcatalysis,2014,35,210-218.,appliedcatalysisb:environmental.2014,146,249-257)。但是目前国内在关于在可见光下采用sno2量子点负载pt催化剂原位再生活性炭研究方面仍是一片空白。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种可见光下光催化原位再生活性炭的方法，采用本方法制备的活性炭的原位再生率高，损失小，节能环保，极大程度地解决目前活性炭固废量大的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种可见光下光催化原位再生活性炭的方法，包括以下步骤：

1)将sni4加入到70℃的水浴中，同时加入h2ptcl6溶液，制备sno2-qds/pt光催化剂，pt的负载量为2％-7％；

2)将步骤1)中制备的sno2-qds/pt光催化剂分散在水相中，制成浓度为1g/l的分散液；

3)将步骤2)中的sno2-qds/pt光催化剂分散液均匀地喷涂或浸润在活性炭上，sno2-qds/pt催化剂分散液的负载量为1％-20％；

4)将步骤3)中生成的样品在300-500℃下煅烧3h；

5)将步骤4)中煅烧后的样品在室温下，进行可见光光照，使活性炭原位再生。

进一步的，sno2量子点尺寸为1-5nm。

进一步的，步骤5)中，光照的时间为3-12h。

进一步的，所述sno2-qds/pt光催化剂分散液的ph值为7～8。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用简单的制备方法，获得负载量为1％-20％的sno2-qds/pt-活性炭复合体系，采用光催化反应原位再生活性炭。该催化剂在动态测试过程中可使活性炭的使用时间延长3倍以上，静态3次循环测试活性炭的平衡再生率可达到98％以上，这对于活性炭在实际使用中具有非常重要的意义。

附图说明

图1是本发明制备的活性炭负载sno2-qds/pt催化剂以及活性炭的xrd图。

图2是本发明制备的活性炭负载sno2-qds/pt催化剂的sem图。

图3是本发明制备的活性炭的sem图。

图4是本发明制备的sno2-qds/pt催化剂负载量为10％的动态吸附降解甲醛图

图5是本发明制备的sno2-qds/pt催化剂负载量为10％的静态吸附甲醛再生次数图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：称取3.85gsni4加入到70℃的水浴中，同时加入10ml2mg/ml的h2ptcl6溶液(pt的负载量为2％)，搅拌6h后，回收样品，将样品洗剂烘干后，称取1gsno2-qds/pt催化剂，分散在ph值为7.2的1l去离子水中，超声30min后，均匀的喷涂在80-200目的100g商业活性炭上，将样品在300℃下煅烧3h。再将该样品在动态下进行吸附降解甲醛测试，测得活性炭的使用时间可延长2.8倍。

实施例2：称取3.85gsni4加入到70℃的水浴中，同时加入10ml2mg/ml的h2ptcl6溶液(pt的负载量为2％)，搅拌6h后，回收样品，将样品洗剂烘干后，称取1gsno2-qds/pt催化剂，分散在ph值为7.2的1l去离子水中，超声30min后，均匀的喷涂在80-200目的10g商业活性炭上，将样品在300℃下煅烧3h。再将该样品在金卤灯下进行动态吸附降解甲醛测试，测得活性炭的使用时间可延长3.2倍。

实施例3：称取3.85gsni4加入到70℃的水浴中，同时加入10ml2mg/ml的h2ptcl6溶液(pt的负载量为2％)，搅拌6h后，回收样品，将样品洗剂烘干后，称取1gsno2-qds/pt催化剂，分散在ph值为8.4的1l去离子水中，超声30min后，均匀的喷涂在80-200目的10g商业活性炭上，将样品在300℃下煅烧3h。再将该样品在金卤灯下进行动态吸附降解甲醛测试，测得活性炭的使用时间可延长3.2倍。

实施例4：称取3.85gsni4加入到70℃的水浴中，同时加入10ml2mg/ml的h2ptcl6溶液(pt的负载量为2％)，搅拌6h后，回收样品，将样品洗剂烘干后，称取1gsno2-qds/pt催化剂，分散在ph值为8.4的1l去离子水中，超声30min后，均匀的喷涂在80-200目的10g商业活性炭上，将样品在300℃下煅烧3h。再将该样品在254nm紫外灯下进行动态吸附降解甲醛测试，测得活性炭的使用时间可延长3.1倍。

实施例5：称取3.85gsni4加入到70℃的水浴中，同时加入10ml2mg/ml的h2ptcl6溶液(pt的负载量为2％)，搅拌6h后，回收样品，将样品洗剂烘干后，称取1gsno2-qds/pt催化剂，分散在ph值为8.4的1l去离子水中，超声30min后，均匀的喷涂的80-200目的10g商业活性炭上，将样品在400℃下煅烧3h。再将该样品在金卤灯下进行动态吸附降解甲醛测试，测得活性炭的使用时间可延长3.1倍。

实施例6：称取3.85gsni4加入到70℃的水浴中，同时加入10ml2mg/ml的h2ptcl6溶液(pt的负载量为2％)，搅拌6h后，回收样品，将样品洗剂烘干后，称取1gsno2-qds/pt催化剂，分散在ph值为8.4的1l去离子水中，超声30min后，均匀的喷涂的80-200目的10g商业活性炭上，将样品在400℃下煅烧3h。再将该样品在吸附达到饱和之后，在金卤灯下光照3h，测得活性的静态再生率为98.1％。

实施例7：称取3.85gsni4加入到70℃的水浴中，同时加入10ml2mg/ml的h2ptcl6溶液(pt的负载量为2％)，搅拌6h后，回收样品，将样品洗剂烘干后，称取1gsno2-qds/pt催化剂，分散在ph值为8.4的1l去离子水中，超声30min后，均匀的喷涂的80-200目的10g商业活性炭上，将样品在400℃下煅烧3h。再将该样品在吸附达到饱和之后，在金卤灯下光照12h，测得活性的静态再生率为99.8％。

实施例8：称取3.85gsni4加入到70℃的水浴中，同时加入25ml2mg/ml的h2ptcl6溶液(pt的负载量为5％)，搅拌6h后，回收样品，将样品洗剂烘干后，称取1gsno2-qds/pt催化剂，分散在ph值为7.2的1l去离子水中，超声30min后，均匀的喷涂在80-200目的100g商业活性炭上，将样品在300℃下煅烧3h。再将该样品在动态下进行吸附降解甲醛测试，测得活性炭的使用时间可延长2.75倍。

实施例9：称取3.85gsni4加入到70℃的水浴中，同时加入35ml2mg/ml的h2ptcl6溶液(pt的负载量为7％)，搅拌6h后，回收样品，将样品洗剂烘干后，称取1gsno2-qds/pt催化剂，分散在ph值为7.2的1l去离子水中，超声30min后，均匀的喷涂在80-200目的100g商业活性炭上，将样品在300℃下煅烧3h。再将该样品在动态下进行吸附降解甲醛测试，测得活性炭的使用时间可延长2.68倍。

实施例10：称取3.85gsni4加入到70℃的水浴中，同时加入10ml2mg/ml的h2ptcl6溶液(pt的负载量为2％)，搅拌6h后，回收样品，将样品洗剂烘干后，称取1gsno2-qds/pt催化剂，分散在ph值为8.4的1l去离子水中，超声30min后，均匀的喷涂的80-200目的10g商业活性炭上，将样品在500℃下煅烧3h。再将该样品在吸附达到饱和之后，在金卤灯下光照12h，测得活性的静态再生率为99.3％。

将样品磨成320目的粒度，约40微米，然后将样品压成薄片状，固定在样品台上，进行x-射线衍射分析测试。进行扫描电镜测试时，先将少许样品分散在乙醇中，约2mg左右，超声分散好之后，用吸管滴2-3滴在电镜的载物台上，样品干燥之后进行镀金处理，进行扫描电镜分析。如图1、图2、图3所示，x-射线衍射分析图和扫描电镜图均表明活性炭表面确实负载有sno2-qds/pt催化剂。如图4所示，通过动态吸附降解甲醛测试，本发明制备的催化剂可将活性炭的使用时间延长3倍以上。如图5所示，通过静态吸附甲醛测试，3次光催化平衡再生率均可达到98％以上。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。