一种菌渣活性炭负载TiO2的复合光催化剂及其应用

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成果名称: 一种菌渣活性炭负载TiO2的复合光催化剂及其应用 关键字: 应用行业: 水利环境公共设施管理
高新技术领域: 绿色化工技术 所在地: 河北省 知识产权类型: 发明专利
知识产权编号: ZL2015104294973 成果体现形式: 发明专利 成果属性:
成果所处阶段: 成果水平: 国内先进 研究形式:
学科分类: 战略新兴产业: 请选择... 课题来源:
第一完成单位名称: 河北科技大学 第一完成单位属性: 技术成熟度:
合作方式: 专利许可 交易价格(万): 3.00 所属十强产业:

本发明涉及一种菌渣活性炭负载TiO2的复合光催化剂,其采用的菌渣经活化剂浸渍处理,根据负载比向凝胶内加入活化剂浸渍后的菌渣,经烘干煅烧得到;本发明同时提供了所述复合光催化剂的应用,用于催化净化挥发性有机气体。本发明以抗生素菌渣为制备活性炭原料,成本低廉,TiO2在菌渣炭上负载均匀,复合光催化剂对有机挥发性气体的去除率高。

本发明属于光催化材料领域,具体涉及一种菌渣活性炭负载TiO2的复合光催化剂及其应用。

(1)本发明以抗生素菌渣为制备活性炭原料,成本低廉。
(2)本发明实现了菌渣活性炭与TiO2的同步制备和同步负载,工艺简单。
(3)复合光催剂具有更丰富的孔结构,TiO2负载均匀。
(4)适用于烃类、醛类、苯类、酮类、氯代烃类和酯类等挥发性有机气体净化,应用范围广。
(5)本发明对中低浓度的挥发性有机气体净化效果明显,最大去除率达95%以上。



 近年来,我国雾霾天气频发,以臭氧、细颗粒物(PM2.5)、酸雨为特征的区域性大气复合污染问题日益突出。挥发性有机物(VOCs)作为PM2.5形成的一种重要的前体物,受到国内外普遍关注。挥发性有机物来源广泛,主要来源于石油化工、制药、印刷、造纸、涂料装饰、表面防腐、交通运输、金属电镀和纺织等行业排放的废气,包括各种烃类、卤代烃类、醇类、酮类、醛类、醚类、酸类和胺类等。这些污染物的排放不仅造成了资源的极大浪费,且严重污染了环境。
目前,国内外净化VOCs气体传统的方法主要有:冷凝法、吸收法、吸附法、生物法和燃烧法等,先进的方法有光催化法、等离子体、微波法和电子束辐照法等。单一技术在实际应用中普遍存在净化效率低、适用性差、易产生二次污染等缺点,难以满足日益提高的环保标准。光催化氧化技术是近三十年发展起来且望成为21世纪环境污染控制与治理的理想技术,且在处理气相有机污染物方面表现出优异的性能。作为光催化剂之一的纳米TiO2由于具有稳定性好、光催化活性高、价廉以及对人体基本无毒等优点,受到国内外科研及工程应用者的广泛关注。然而,纯TiO2在实际应用过程中存在易失活、难以回收和低利用率等缺点。为了改善纳米TiO2在实际应用中的局限性,国内外学者往往将纳米TiO2负载于多孔性载体上制得复合光催化材料。活性炭作为一种性质优良的吸附剂,具有独特的孔隙结构和表面活性官能团,被广泛地用作TiO2的载体。然而,目前市售的高效活性炭主要由煤、木材、石油原料和各种果壳(核)等高含碳物质制得,生产成本较高,广泛应用性受到限制。因此,寻求低成本、高效的活性炭新技术成为国内外研究者的研究热点。
目前,我国抗生素产量和出口量均居世界前列,由此产生的菌渣量也逐年增加。从2002年开始,我国明令禁止将抗生素菌渣用作饲料或饲料添加剂。未经处理的菌渣不仅占用大量的土地,而且会对大气、水、土壤、地下水等造成环境危害,影响人类健康。目前国内外有学者采用抗生素菌渣制备活性炭,与商品活性炭相比,菌渣炭吸附剂不仅具有活性炭性质,而且成本低廉。但目前尚没有有关以菌渣活性炭为光催化剂载体的研究报道。但单纯将TiO2负载于菌渣活性炭上,负载的TiO2对原有菌渣活性炭的比表面积影响较大,且在其表面上分布不均匀,从而影响复合材料光催化净化VOCs的效果。


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