[发明专利]一种N-SrTiO3

说明书

本发明涉及一种N‑SrTiO₃/活性炭处理材料的微波法合成工艺及其应用，该工艺以活性炭为载体，N‑SrTiO₃光催化剂为活性组分，采用微波法在活性炭上负载一定量的光催化剂以制备N‑SrTiO₃/活性炭复合物，新型材料用于电镀废水中重金属及COD的处理具有高效、原料廉价易得、易分离、可重复利用、不会产生二次污染等优点。本发明利用高比表面积的活性炭作为光催化剂的载体，微波法合成高比表面积的N‑SrTiO₃/活性炭处理材料，同时微波法可大大缩短反应时间，提高材料催化性能；此外，活性炭上负载掺杂N改性后的SrTiO₃，两者具有协同效应，重金属及COD的处理效果好，N‑SrTiO₃/活性炭处理材料的稳定性高；本发明工艺制备过程简单易控，具有很好的经济效益。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，涉及一种废水处理用新型复合材料的制备，具体地说是涉及一种N-SrTiO₃/活性炭处理材料的微波法合成工艺及其应用。

背景技术

活性炭是一种具有高度发达孔隙结构，物理化学性质稳定的优良吸附剂。它是利用富含碳的有机材料，如木炭、优质煤、果壳等，在高温和一定压力下经催化活化而制成的。活性炭内部有众多微小孔隙交错相通，其孔径为1×10^-10μm～ 1×10^-6μm，这使得活性炭的比表面积高达1000m²/g以上，发达的孔隙结构是活性炭拥有强大吸附性能的主要原因。近年来，活性炭作为一种高科技的环保工程材料，已经逐渐开始应用于水和空气的净化，以及有机污染物的处理，一般而言，活性炭主要用于最后的深度处理工艺。利用活性炭吸附技术去除工业废水中重金属离子及COD的方法在国内外得到日益广泛的应用，该工艺具有设备简单、占地面积小、不产生二次污染等优点。

此外，光催化技术也是一种新型的高级催化氧化技术，可以氧化降解水中的苯系物、含氯化合物、合成染料、表面活性剂和农药等各类有机物，还原处理水中的铅、铬、铂、金等重金属离子。具有操作简单、成本低、降解速率快、反应条件温和、无二次污染等优点，是一种新型绿色节能的水污染处理技术。利用N 掺杂改性光催化剂SrTiO₃，使催化剂形成新的吸收带，拓展催化剂对光的吸收范围，这种方法能有效地提高光催化剂的催化活性。

以活性炭作为催化剂载体，将金属氧化物等其他催化剂负载在其表面，可以提高活性炭以及金属氧化物等催化剂的催化效能。活性炭作为电子受体，将光催化剂产生的电子传递给污染物，进而起到降解的效果，在废水处理中两者的协同作用既能有效吸附重金属及COD，又能起到强化催化降解治理废水的作用。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种N-SrTiO₃/活性炭处理材料的微波法合成工艺及其应用，该工艺具有操作简单、成本低、降解速率快、反应条件温和、无二次污染等优点，同时采用微波合成法可以大大缩短反应时间，提高材料的催化性能。

一种N-SrTiO₃/活性炭处理材料的微波法合成工艺，包括下述步骤：

(1)将钛酸四丁酯溶于异丙醇中，记为a溶液；将硝酸锶溶于蒸馏水中，记为b溶液；搅拌下，将b溶液滴加入a溶液中，再加入矿化剂和N源搅拌溶解后得混合液；

(2)按光催化剂负载量称取一定比例的活性炭，均匀分散于混合液中，在微波反应器中搅拌并反应，结束后经冲洗，干燥得N-SrTiO₃/活性炭处理材料。

本发明工艺以活性炭为载体，N-SrTiO₃光催化剂为活性组分，采用微波法在活性炭上负载一定量的光催化剂以制备N-SrTiO₃/活性炭复合物，本发明采用微波反应器不仅可以使得反应时间大大缩短，同时还可以提高材料的催化性能。

作为优选，步骤(1)中，所述钛酸四丁酯与硝酸锶的摩尔比为1：0.9～1.2。