專利名稱：活性炭負(fù)載摻銀TiO的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水凈化處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種活性炭負(fù)載摻銀TiO2光催化家用飲水機(jī)的凈水柱。
背景技術(shù)：
目前，人們大都將自來水煮沸后直接飲用，煮沸只能殺死水中的細(xì)菌，難以去除水中溶解的有機(jī)物和重金屬離子。隨著水源污染日趨嚴(yán)重，自來水中有機(jī)物含量大幅度升高，長期飲用有害物質(zhì)超標(biāo)水對人類的健康將產(chǎn)生嚴(yán)重危害，特別是采用氯氣消毒的自來水，易產(chǎn)生具有三致(致癌、致畸變、致突變)的物質(zhì)，對人體危害更為嚴(yán)重。
傳統(tǒng)的飲用水凈化方法為活性炭吸附和膜過濾。但在使用過程中，隨著活性炭上有害物質(zhì)吸附量的增加，其吸附能力下降，出水水質(zhì)劣化，需要經(jīng)常更換，但更換的時間難以掌握。對于膜過濾來說，水中的懸浮物及水垢容易使膜堵塞，需要經(jīng)常清洗。另外，細(xì)菌能夠以附著在活性炭和過濾膜表面的有機(jī)物為食物而迅速繁殖，危及人的身體健康。由于TiO2光催化飲用水是一種全新的凈化方法，能將水中有機(jī)物分解成CO2和水，并使水中重金屬離子還原去除，不會產(chǎn)生二次污染，但由于自來水中的有機(jī)物含量很低，水在凈化柱中停留時間較短，光催化效率低，難以使處理后水質(zhì)達(dá)到直接飲用的標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種活性炭負(fù)載摻銀TiO2光催化家用飲水機(jī)的凈水柱。該凈水柱采用在活性炭表面沉積TiO2作為光催化劑，將活性炭的吸附作用和TiO2光催化作用相結(jié)合，使自來水中有機(jī)物得以深度凈化。當(dāng)自來水經(jīng)過光催化柱時，水中微量有機(jī)物被活性炭吸附而被富集。在紫外光照射下，TiO2表面產(chǎn)生光生電子—空穴對，光生空穴具有強(qiáng)氧化作用，光生電子具有強(qiáng)還原作用。被活性炭吸附的有機(jī)物擴(kuò)散至TiO2表面，被光生空穴氧化分解為CO2和水。重金屬離子在TiO2表面被光生電子還原而從中去除，在紫外光和光催化劑共同作用下，水中細(xì)菌和有害物質(zhì)被殺滅從而使自來水達(dá)到可直接飲用的程度。
本發(fā)明的目的是將活性炭的吸附作用與TiO2的光催化作用相結(jié)合，將其用于飲用水的凈化，使自來水深度凈化后可以直接飲用。
本發(fā)明所提供的凈水柱為柱體結(jié)構(gòu)，凈水柱組成是凈水柱中裝有鍍有摻銀TiO2膜的顆?；钚蕴?，裝紫外燈3的石英管2垂直位于凈水柱中部，固定多孔隔板4與活動多孔隔板9分別水平位于凈水柱的上下部，濾布5與濾布10分別位于固定多孔隔板4與活動多孔隔板9的下部，進(jìn)水口1位于凈水柱的上部與凈水柱底部的可卸封頭11相連，出水口6位于凈水柱的上部，凈水柱由塑料外殼7密封。
本發(fā)明所使用的活性炭負(fù)載摻銀TiO2是通過以下方式制備A、在0.1～0.3mol/L的(NH4)2TiF6和0.15～0.50mol/L H3BO3溶液中，用氨水調(diào)節(jié)PH為1.0～3.0，將經(jīng)洗滌干燥后的顆粒狀活性炭浸入，在40～60℃條件下反應(yīng)2～8h，取出沉積了TiO2的載體，洗滌干燥后在300～600℃熱處理2h，得到活性炭負(fù)載TiO2光催化劑。
B、將以上制得的光催化劑置于大燒杯中，加入0.02mol/L～0.08mol/L的AgNO3溶液，在攪拌條件用紫外光照射，Ag+被還原為Ag原子沉積在TiO2表面，時間為5～15min，得到活性炭負(fù)載摻銀TiO2光催化劑。TiO2摻銀不僅可以增強(qiáng)殺菌能力而且可以提高光催化效率。
本發(fā)明將活性炭的吸附作用和TiO2的光催化作用相結(jié)合，可以使自來水中微量有機(jī)物有效地分解為CO2和H2O，使水中重金屬離子還原為金屬從水中析出，殺滅水中細(xì)菌和其它有害微生物，使自來水達(dá)到直接飲用的程度。裝置簡便、操作方便、價格低廉、凈化過程不會產(chǎn)生新的污染，是一種高效率、低消耗的直飲水制備方法。


附圖為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.進(jìn)水口，2.石英管，3.紫外燈(254nm)，4.固定多孔隔板，5.濾布，6.出水口，7.塑料外殼，8.鍍有TiO2膜的顆粒活性炭，9.活動多孔隔板，10.濾布，11.可卸封頭
具體實施例方式下面以實施例來對本發(fā)明的應(yīng)用做進(jìn)一步的闡述凈化柱直徑為6cm，長度為20cm，內(nèi)裝8W紫外燈，裝填120克活性炭負(fù)載TiO2光催化劑，TiO2的負(fù)載量為2％，控制水的流量，在光催化條件下檢測進(jìn)水和出水的水質(zhì)變化，水中有機(jī)物含量用COD(化學(xué)耗氧量)表征，重金屬離子用原子分光光度計測量，水中細(xì)菌數(shù)采用平板計數(shù)法檢測，以馬鞍山市管道自來水為源水，測量在催化劑吸附達(dá)到飽和條件下進(jìn)行，結(jié)果如下實施例1.
水的流量為1600mL/h，自來水COD為6.0mg/L，細(xì)菌數(shù)為500個/L，重金屬離子Hg2+、Ca2+、Cr2+等未檢出，光催化凈化后COD為0.8mg/L，細(xì)菌數(shù)為零。
實施例2.
水的流量為1500mg/h，進(jìn)水COD為6.5mg/L，細(xì)菌數(shù)為450個/L，重金屬離子未檢出，出水COD為1.0mg/L，細(xì)菌數(shù)為零。
實施例3.
水的流量為2000mg/h，進(jìn)水COD為5.5mg/L，細(xì)菌數(shù)為400個/L，重金屬離子未檢出，凈水后出水COD為1.2mg/L，細(xì)菌數(shù)為零。
以上結(jié)果均達(dá)到直飲水的水平。
權(quán)利要求
1.活性炭負(fù)載摻銀TiO2光催化家用飲水機(jī)的凈水柱，其特征在于凈水柱組成是凈水柱中裝有鍍有摻銀TiO2膜的顆粒活性炭8，裝紫外燈3的石英管2垂直位于凈水柱中部，固定多孔隔板4與活動多孔隔板9分別水平位于凈水柱的上下部，濾布5與濾布10分別位于固定多孔隔板4與活動多孔隔板9的下部，進(jìn)水口1位于凈水柱的上部與凈水柱底部的可卸封頭11相連，出水口6位于凈水柱的上部，凈水柱由塑料外殼7密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭負(fù)載摻銀TiO2光催化家用飲水機(jī)的凈水柱，其特征在于其中所述的活性炭負(fù)載摻銀TiO2是通過以下方式制備的A、在0.1～0.3mol/L的(NH4)2TiF6和0.15～0.50mol/L H3BO3溶液中，用氨水調(diào)節(jié)PH為1.0～3.0，將經(jīng)洗滌干燥后的顆粒狀活性炭浸入，在40～60℃條件下反應(yīng)2～8h，取出沉積了TiO2的載體，洗滌干燥后在300～600℃熱處理2h，得到活性炭負(fù)載TiO2光催化劑。B、將以上制得的光催化劑置于大燒杯中，加入0.02mol/L～0.08mol/L的AgNO3溶液，在攪拌條件用紫外光照射，Ag+被還原為Ag原子沉積在TiO2表面，時間為5～15min，得到活性炭負(fù)載摻銀TiO2光催化劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種活性炭負(fù)載摻銀TiO
文檔編號A47J31/00GK1973736SQ20061009829
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者張國棟, 孫和芳 申請人:張國棟, 孫和芳