[发明专利]一种TiO2纳米管催化剂催化活性再生、增强的有效方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种芬顿Fenton溶液处理使得TiO₂纳米管催化剂的催化活性再生及增强的有效方法，属于光催化降解污染物领域。

背景技术

针对TiO₂催化剂的失活现象，目前已有一些活性再生/增强处理技术，如采用高温焙烧，酸、碱、盐溶液浸泡，甲醇、乙醇等有机溶液处理，紫外线照射与H₂O₂处理，掺杂金属元素，对于用于气相催化的催化剂还有在不同气氛中(如空气、H₂、N₂)高温处理等方式。上述再生处理技术多以恢复催化剂活性为主要目的，如果在催化活性得以恢复的前提下，能进一步提升催化活性，不仅能够延长催化剂的使用寿命，还使得催化剂性能得到改善，扩宽、拓展催化剂的应用范围。

发明内容

本发明提供TiO₂纳米管催化剂催化活性再生、增强的有效方法，利用本发明，能够使得活性下降的TiO₂纳米管催化剂的催化活性得以再生、未使用的TiO₂纳米管催化剂的催化活性得以增强。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种TiO₂纳米管催化剂催化活性再生、增强的有效方法，包括以下步骤：

步骤1：配置芬顿Fenton溶液

使用稀H₂SO₄将作为溶剂的水的pH值调至4，再在溶剂中依次加入FeSO₄和H₂O₂，得到芬顿Fenton溶液，其中，H₂O₂摩尔浓度在1mmol·L^-1-100mmol·L^-1范围内，Fe²⁺摩尔浓度在0.1mmol·L^-1-10mmol·L^-1范围内，H₂O₂和Fe²⁺的摩尔配比在1∶1-10∶0.1范围内。

步骤2：将TiO₂纳米管催化剂完全浸入芬顿Fenton溶液中，浸泡10min-180min，取出后用水冲洗干净。

本发明的有益效果是，未使用的TiO₂纳米管催化剂经芬顿Fenton溶液处理后，其催化活性明显增强，其对TCs降解率平均上升了接近20％；活性下降的TiO₂纳米管催化剂经芬顿Fenton溶液处理后，对TCs的降解率高于活性下降前的水平，TiO₂纳米管催化活性得到有效再生。并初步探明了催化活性下降的TiO₂纳米管经芬顿Fenton溶液处理后催化活性再生的机理。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是不同摩尔浓度的芬顿Fenton溶液处理对TCs降解率的影响图。

图2是不同摩尔配比的芬顿Fenton溶液处理对TCs降解率的影响图(H₂O₂摩尔浓度变化)。

图3是不同摩尔配比的芬顿Fenton溶液处理对TCs降解率的影响图(Fe²⁺摩尔浓度变化)。

图4是芬顿Fenton溶液浸泡处理时间对TCs降解率的影响图。

图5处理前后效果对比图。

图6是处理前后TiO₂纳米管催化剂的C1s高分辨XPS图谱。

图7是处理前后TiO₂纳米管催化剂的O1s高分辨XPS图谱。

图8是处理后TiO₂纳米管催化剂的Fe2p拟合图谱。

具体实施方式

实施例1：一种TiO₂纳米管催化剂催化活性再生、增强的有效方法，包括以下步骤：

步骤1：配置芬顿Fenton溶液