一种可再生光催化活性炭及其制备方法与流程

本发明涉及光催化领域，具体是一种可再生光催化活性炭。
背景技术：
：装修是指在一定区域和范围内进行的，包括水电施工、墙体、地板、天花板、景观等所实现的，依据一定设计理念和美观规则形成的一整套施工方案和设计方案。近年来，装修引起的室内空气污染逐渐成为人们关注的热点，装修材料释放的甲醛、voc等已成为严重危害人类健康的最主要的污染物。活性炭由于其比表面大、微孔丰富、吸附力强，已在空气净化领域广泛应用。在室内净化行业，多使用活性炭或改性后的活性炭来处理空气中的气态污染物，但现有的活性炭均存在吸附量较低的问题，特别是在环境污染物浓度较高，且存在释放源时，很快会饱和，需频繁更换才能保证净化效果。光催化活性炭是常见的一种改性活性炭，光催化活性炭在一定强度的紫外光照射下可将吸附在微孔内的气态污染物分解，从而实现吸附能力的再生。现有的光催化活性炭制备方法通常将光催化材料附着在活性炭表面，不但制备工艺较为复杂，而且容易造成活性炭表面的微孔堵塞，降低了活性炭的比表面，使吸附性能与吸附量下降。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种可再生光催化活性炭，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可再生光催化活性炭，包括以下重量份的原料：去离子水10-20份、活性炭55-65份、二氧化钛25-35份、成型助剂0.16-0.27份、羧甲基纤维素钠（cmc）0.5-0.64份、硬脂酸0.4-0.5份、结构助剂5-10份和低熔点纤维0.3-0.4份。作为本发明进一步的方案：成型助剂采用聚氧化乙烯。作为本发明进一步的方案：二氧化钛采用锐钛晶型二氧化钛。作为本发明进一步的方案：结构助剂采用活性白土。作为本发明进一步的方案：低熔点纤维包括聚酯类纤维、聚酰胺类纤维和聚烯烃类纤维中的至少一种。所述可再生光催化活性炭的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将二氧化钛和结构助剂加入球磨机中，再加入去离子水并且研磨时间0.5-1小时，搅拌均匀后加入成型助剂与硬脂酸，继续球磨1-2小时，得白色浆液；步骤二，将白色浆液加入混料机中，再向混料机中加入活性炭，顺时针方向高速混炼50-75分钟，再加入羧甲基纤维素钠并且继续混合6-14分钟，再向混合料机中加入低熔点纤维，逆时针方向高速混炼30-60分钟，得到黑色泥料，黑色泥料中水的质量分数为20-30%；步骤三，将黑色泥料投入过滤机中进行过滤，过滤后的泥料切割成块状并且置于托盘，采用盖布密封进行老化；步骤四，将老化后的泥料置入真空挤出机中通过模具挤出，得到光催化活性炭湿坯；步骤五，将光催化活性炭湿坯置于干燥间中进行干燥，控制干燥间温度25-70摄氏度，湿度10%-80%，为防止坯体开裂温度逐渐均匀上升，湿度逐渐均匀降低，干燥时间12-15小时，得到干燥后的坯体；步骤六，将干燥后的坯体在惰性气氛保护下，以3-7摄氏度/分钟的速率上升至220摄氏度，然后在220摄氏度保温1-1.5小时，制得光催化活性炭。作为本发明进一步的方案：步骤二中高速混炼的转速为1350-1560rpm。作为本发明进一步的方案：步骤六中惰性气氛为高纯氮气气氛。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，制备工艺简单，通过将不同的原料采用不同的工艺进行配合使用，制备的成品具有达到可达821.2m2/g的比表面积，抗压强度达到2.5mpa以上，吸附性能更好，在光催化的条件下可以更快的分解甲醛，可以减少装修引起的室内污染，具有广阔的使用前景。附图说明图1为可再生光催化活性炭中实施例2与常规活性炭的使用效果图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种可再生光催化活性炭，包括以下重量份的原料：去离子水10克、活性炭55克、锐钛晶型二氧化钛25克、聚氧化乙烯（peo）0.16克、羧甲基纤维素钠（cmc）0.5克、硬脂酸0.4克、结构助剂5克和低熔点纤维0.3克，低熔点纤维包括聚酰胺类纤维和聚烯烃类纤维的混合物。所述可再生光催化活性炭的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将锐钛晶型二氧化钛和结构助剂加入球磨机中，再加入去离子水并且研磨时间0.8小时，搅拌均匀后加入聚氧化乙烯与硬脂酸，继续球磨1.4小时，得白色浆液；步骤二，将白色浆液加入混料机中，再向混料机中加入活性炭，顺时针方向高速混炼55分钟，再加入羧甲基纤维素钠并且继续混合11分钟，再向混合料机中加入低熔点纤维，逆时针方向高速混炼42分钟，得到黑色泥料，黑色泥料中水的质量分数为24%；步骤三，将黑色泥料投入过滤机中进行过滤，过滤后的泥料切割成块状并且置于托盘，采用盖布密封进行老化；步骤四，将老化后的泥料置入真空挤出机中通过模具挤出，得到光催化活性炭湿坯；步骤五，将光催化活性炭湿坯置于干燥间中进行干燥，控制干燥间温度45摄氏度，起始湿度75%，为防止坯体开裂温度逐渐均匀上升，湿度逐渐均匀降低，干燥时间12小时，得到干燥后的坯体；步骤六，将干燥后的坯体在惰性气氛保护下，以5摄氏度/分钟的速率上升至220摄氏度，然后在220摄氏度保温1.2小时，制得光催化活性炭。实施例2一种可再生光催化活性炭，包括以下重量份的原料：去离子水16克、活性炭62.5克、锐钛晶型二氧化钛29.8克、聚氧化乙烯0.2克、羧甲基纤维素钠（cmc）0.55克、硬脂酸0.44克、活性白土7.7克和低熔点纤维0.33克，低熔点纤维包括聚酯类纤维、聚酰胺类纤维和聚烯烃类纤维的混合物。所述可再生光催化活性炭的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将锐钛晶型二氧化钛和活性白土加入球磨机中，再加入去离子水并且研磨时间0.8小时，搅拌均匀后加入聚氧化乙烯与硬脂酸，继续球磨2小时，得白色浆液；步骤二，将白色浆液加入混料机中，再向混料机中加入活性炭，顺时针方向以1440rpm的转速混炼66分钟，再加入羧甲基纤维素钠并且继续混合11分钟，再向混合料机中加入低熔点纤维，逆时针方向以1530rpm的转速混炼50分钟，得到黑色泥料，黑色泥料中水的质量分数为25%；步骤三，将黑色泥料投入过滤机中进行过滤，过滤后的泥料切割成块状并且置于托盘，采用盖布密封进行老化；步骤四，将老化后的泥料置入真空挤出机中通过模具挤出，得到光催化活性炭湿坯；步骤五，将光催化活性炭湿坯置于干燥间中进行干燥，控制干燥间温度64摄氏度，起始湿度40%，为防止坯体开裂温度逐渐均匀上升，湿度逐渐均匀降低，干燥时间14小时，得到干燥后的坯体；步骤六，将干燥后的坯体在高纯氮气保护下，以6摄氏度/分钟的速率上升至220摄氏度，然后在220摄氏度保温1.5小时，制得光催化活性炭。实施例3一种可再生光催化活性炭，包括以下重量份的原料：去离子水20克、活性炭65克、二氧化钛35克、成型助剂0.27克、羧甲基纤维素钠（cmc）0.64克、硬脂酸0.5克、活性白土10克和低熔点纤维0.4克，低熔点纤维采用聚酯类纤维。所述可再生光催化活性炭的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将二氧化钛和活性白土加入球磨机中，再加入去离子水并且研磨时间0.6小时，搅拌均匀后加入成型助剂与硬脂酸，继续球磨1.6小时，得白色浆液；步骤二，将白色浆液加入混料机中，再向混料机中加入活性炭，顺时针方向高速混炼68分钟，再加入羧甲基纤维素钠并且继续混合11分钟，再向混合料机中加入低熔点纤维，逆时针方向高速混炼60分钟，得到黑色泥料，黑色泥料中水的质量分数为30%；步骤三，将黑色泥料投入过滤机中进行过滤，过滤后的泥料切割成块状并且置于托盘，采用盖布密封进行老化；步骤四，将老化后的泥料置入真空挤出机中通过模具挤出，得到光催化活性炭湿坯；步骤五，将光催化活性炭湿坯置于干燥间中进行干燥，控制干燥间温度36摄氏度，起始湿度72%，为防止坯体开裂温度逐渐均匀上升，湿度逐渐均匀降低，干燥时间13小时，得到干燥后的坯体；步骤六，将干燥后的坯体在惰性气氛保护下，以4摄氏度/分钟的速率上升至220摄氏度，然后在220摄氏度保温1.2小时，制得光催化活性炭。将实施例2的产品与常规活性炭在同样甲醛浓度的房间内进行光催化，记录房间的甲醛浓度，结果见图1。从图1中可以看出，实施例2的产品在光催化条件下吸收和分解甲醛的速度远远高于常规活性炭吸收和分解甲醛的速度，表明本发明的产品具有良好的消除甲醛污染的性能。对实施例1-3的产品进行检测，结果见表1。表1名称碘吸附值（mg/g）总孔容积（cm3/g）比表面积（m2/g）抗压强度（mpa）实施例1800-9500.85900±50≥2.6实施例2600-8500.7800±50≥2.8实施例3600-9000.75800±50≥2.5从表1中可以看出，实施例1-3的产品具有较高的比表面积和抗压强度。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12