一种由碳氮基光催化剂包覆的活性炭复合材料的制备方法

文档序号:1928870 发布日期:2021-12-07 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 一种由碳氮基光催化剂包覆的活性炭复合材料的制备方法 (Preparation method of activated carbon composite material coated by carbon-nitrogen-based photocatalyst ) 是由 余岩 严佳雯 胡邦炯 余梦丹 葛北骁 徐辰仪 杨焘键 于 2021-08-27 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种由碳氮基光催化剂包覆的活性炭复合材料的制备方法,包括:1)CTF的制备;2)g-C-(3)N-(4)/CTF的制备;3)碳氮基光催化剂包覆活性炭的制备:取活性炭于水中吸水饱和;取聚乙烯醇于热水中加热溶解,冷却后稀释得2%的聚乙烯醇溶液;将饱和后的活性炭倒入2%的聚乙烯醇溶液中,加入g-C-(3)N-(4)/CTF光催化剂,得混合料;混合料于烘箱加热,得包覆g-C-(3)N-(4)/CTF薄膜的活性炭复合材料。本发明方法基于价廉易得的活性炭吸附剂与碳氮基光催化材料构建吸附-光催化双功能的复合材料,在提高饮用水中抗生素的去除效率的同时解决了活性炭再生成本高的问题,实现饮用水中低浓度抗生素彻底、高效、低能耗的去除。(The invention discloses a preparation method of an activated carbon composite material coated by a carbon-nitrogen-based photocatalyst, which comprises the following steps: 1) preparing CTF; 2) g-C 3 N 4 Preparation of/CTF; 3) carbon-nitrogen base photocatalyst coated active carbonThe preparation of (1): taking activated carbon to absorb water in water to saturate; heating polyvinyl alcohol in hot water for dissolving, cooling and diluting to obtain 2% polyvinyl alcohol solution; pouring the saturated activated carbon into 2% polyvinyl alcohol solution, adding g-C 3 N 4 the/CTF photocatalyst is used for obtaining a mixture; heating the mixture in a drying oven to obtain coated g-C 3 N 4 An activated carbon composite material of a/CTF film. The method of the invention constructs the adsorption-photocatalysis composite material based on the cheap and easily available active carbon adsorbent and the carbon-nitrogen-based photocatalysis material, improves the removal efficiency of the antibiotics in the drinking water, solves the problem of high regeneration cost of the active carbon, and realizes the thorough, efficient and low-energy consumption removal of the low-concentration antibiotics in the drinking water.)

一种由碳氮基光催化剂包覆的活性炭复合材料的制备方法

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域,具体涉及一种由碳氮基光催化剂包覆的活性炭复合材料的制备方法。

背景技术

人类活动和工业进程加剧了地下水和地表水的污染,供水厂常规处理工艺(混凝/沉淀/过滤/消毒)在以微污染水源作为处理原水时,很难保证出水水质达标。而随水质分析技术的改进,水源水和饮用水中测得的微量有机污染物质的种类逐渐增多,此类物质是以痕量浓度(ng/L或μg/L)广泛存在于环境水体中的一类有机污染物的总称,主要包括内分泌干扰物、个人护理品及药品和其他新兴化合物等。抗生素及其代谢产物对水生生物有潜在毒理风险,破坏水生食物链的能量传递,进而影响高营养级生物及水生态系统健康。另一项调查结果也显示,儿童和孕妇尿样中有多种抗生素检出,其中部分已在临床上禁用,而抗生素暴露与儿童肥胖、性早熟等相关。抗生素通过饮水或食用水产品等途径进入人体和动物体内后无法完全代谢,滥用抗生素将会导致肠道菌群失衡进而造成免疫力逐渐降低。而随着经济的快速发展人们对于饮用水水质的要求显著提高,《生活饮用水卫生标准》中的水质指标也在逐渐完善,因此,亟需建立有效的饮用水安全保障体系。

目前我国在民用饮水水质安全保障方面主要采用的技术包括:活性炭吸附过滤技术、膜分离技术、软化水技术等。活性炭的吸附作用可以有效去除水中氯、有机物、浊度、色度和嗅味等,但是对抗生素等低浓度有机物处理效率较低。膜分离技术分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等,可去除大部分水中对人体有害的物质,但同时也去除了水中的矿物质。然而医学研究表明,孕妇和婴儿不宜长期饮用纯水。软化水技术利用阳离子交换树脂降低水的硬度,改善饮用水水质和口感。现今,饮用水深度处理研究重点在于不仅可以去除水中对人体有害物质,也可同时保留水中对人体健康有益的矿物质。纳米材料光催化氧化技术是一种新型的高效、节能、环保的高级氧化技术,因其反应速度快,处理效率高,可实现污染物的彻底矿化而受到青睐,光催化处理水中微污染有机物时,传统光催化材料较低的吸附能力导致了光催化反应的慢反应动力学问题。因此,为克服现有光催化材料难以兼具强吸附和光催化性能的缺点,构建集高吸附/光催化双功效于一体的新型复合材料是具有应用潜力的研究方向之一。设计高吸附/光催化活性材料用于饮用水中抗生素降解体系,是一项机遇与挑战并存的工作。

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