[發明專利]一種負載量子點修飾二氧化鈦的光纖式超濾膜組件

有效

• 申請號: 201210171748.9
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102718282A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 李軼;陳云霄;張文龍;王大偉;王秋英
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/72;C02F1/44
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種提高污水處理效果的裝置，具體地說是涉及一種負載量子點修飾二氧化鈦的光纖式超濾膜組件。

背景技術

膜分離技術是一項新型的高效分離技術，它具有工藝簡單，經濟性較好，往往沒有相變，分離系數較大，節能，高效，無二次污染，可在常溫下連續操作等特點，在污水處理中得到廣泛的應用。超濾膜從20世紀90年代得到廣泛的應用。超濾膜的平均孔徑在3~100nm，它是介于納濾和微濾之間的壓力驅動性膜分離技術。超濾膜由于能截留大分子、膠體、蛋白質、微粒、細菌等，而且在小孔徑范圍和反滲透相重疊，在大孔徑范圍內與微孔過濾重疊。超濾過程通常采用不對稱膜，所分離的組分直徑為0.005~10μm，一般相對分子質量大于500的大分子和膠體，所用膜常為非對稱膜，膜的水透過率為0.5~5.0m³/(m²·d)。膜表皮層厚度只有0.1~1μm，當過程不存在濃差極化時，溶液的滲透壓很小，可以忽略，過程所需壓差范圍約為0.1~0.5MPa。同時它使用的壓力低、產水量大，因此更便于操作，應用范圍十分廣泛。但是超濾對于有機污染物的分離效果較差，超濾膜對水中物質的去除是一個純粹的過濾過程，它對水中溶解態有機物的去除是與膜的孔徑（截留分子量）有關?，制備孔徑更小的膜成本也較高，難以大規模推廣。污水中的有機物增強了金屬離子和膜的結合，造成了金屬離子在膜孔的沉積，導致了嚴重的膜污染，使膜的使用壽命大大縮短。

???????光催化技術采用在外加光源照射下具有光催化活性的半導體材料，由于其光生空穴及其被俘獲后形成的具有強氧化能力的羥基自由基，可誘導一系列氧化還原反應的進行，從而達到去除污染物的目的。大量研究表明眾多難降解的有機物在半導體光催化氧化的作用下可有效得以去除或降解。光催化劑是光催化氧化過程中的關鍵影響因素，其中TiO₂具有化學性質及光學性質較為穩定、光催化活性較高、無毒以及價格便宜等特點，被認為是一種最有效的光催化劑。可是，TiO₂僅能吸收太陽光中波長小于385nm的紫外光，對可見光的利用效率較低，從而限制了其廣泛使用。

???????Marinangeli和Ollis首先提出用光纖作為光的傳播介質及光催化劑的載體，由此得到的光纖式催化反應器具有許多突出的優點。例如，將光纖傳導光與光纖負載催化劑兩者相結合，可以有效地提高光的傳輸效率和利用效率；光纖極細的半徑（﹤0.5mm）又可以大大提高催化劑的負載面積和光催化效率等。

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發明內容

本發明的目的在于解決背景技術中所述的超濾膜對于有機污染物的分離效果較差，TiO₂對可見光的利用效率較低的問題，從而提供一種負載量子點修飾二氧化鈦的光纖式超濾膜組件。

???????本發明的目的是通過如下技術方案來實現的：

一種用于廢水處理的負載量子點修飾二氧化鈦的光纖式超濾膜組件，包括超濾膜組件和光纖系統，其中超濾膜組件為外壓管束式超濾膜組件，由處理液進口（1）、外裝管（2）、外包超濾膜的空心管狀支持體（3）、濃水出口（4）、固膜耐壓板（5）、處理液出口（6）制成，外裝管（2）前端設有處理液進口（1），近末端安裝固膜耐壓板（5），13根外包超濾膜的空心管狀支持體（3）的一端，分別插入固膜耐壓板（5）上的13個膜固定孔（5-1）中，外裝管（2）的近末端上部設有濃水出口（4），下部設有處理液出口（6）；其特征在于在超濾膜組件上的外裝管（2）的前部還設有前置光纖固定板（10），后部還設有后置光纖固定板（12）；陽光收集器（7）的末端與傳光光纖（8）的首段相連接，傳光光纖（8）的末端與固定在外裝管（3）末端的光纖耦合器（9）的前端相連接，光纖耦合器（9）的末端連接負載量子點修飾二氧化鈦的彌散光纖束（11），并穿過前置光纖固定板（10）上的前置光纖固定孔（10-1）后，再穿過固膜耐壓板（5）上的膜固定孔（5-1）進入外包超濾膜的空心管狀支持體（3）的內部，彌散光纖束（11）的末端由后置光纖固定板（12）上的后置光纖固定孔（12-1）固定。

所述的負載量子點修飾二氧化鈦的光纖式超濾膜組件，其特征在于所述的前置光纖固定板（10）為圓形板，板面上設有17個前置光纖固定孔（10-1）。?????????

所述的負載量子點修飾二氧化鈦的光纖式超濾膜組件，其特征在于所述的后置光纖固定板（12）為圓形板，板面上設有17個后置光纖固定孔（12-1）和8個待處理液流動孔（12-2）。