[發明專利]一種用于臭氧催化處理有機廢水的無機膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201410011547.1
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103736401A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 許丹宇;石巖;鄭先強;盧學強;鄧小文;段云霞;張洪雷;馬超華;檀翠玲
• 申請（專利權）人: 天津市環境保護科學研究院
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D69/10;B01D67/00;C02F1/44;C02F1/78;B01J23/34;B01J23/755
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

1.一種用于臭氧催化處理有機廢水的無機膜，其特征在于它是由改性無機膜支撐體和改性處理膜分離層組成，所述改性無機膜支撐體的組成為

骨料：平均粒徑30???????????????????????????????????????????????-Al₂O₃93.8%、膨潤土1.25%；

成孔劑：紫木節；1.9%

添加劑：改性Mn-Si-Ti催化劑0.8%、硝酸銅0.75%；

分散劑：卵磷脂1.5%；

所述改性處理膜分離層的組成為

骨料：???-Al₂O_3???88.9%，膨潤土0.45%

成孔劑：?紫木節0.9%

添加劑：Ni-Co催化劑6.5%，硝酸Zn2.75%；

分散劑：卵磷脂0.5%。

2.權利要求1所述用于臭氧催化處理有機廢水的無機膜制備方法，其特征在于按如下的步驟進行：

（1）改性無機膜支撐體的制備：

1）制備支撐體改性催化劑：

①以二氧化硅分子篩，平均粒徑3，與去離子水通過攪拌混合，形成懸濁液；

②緩慢加入0.5摩爾的Mn(Ac)₂溶液100mL，并持續攪拌使Mn²⁺與H⁺進行交換，交換時間：36～100小時，對所得到的混合液進行反復過濾、水洗5次，將吸附分子篩表面的Mn²⁺去除；

③濾得到的樣品放入恒溫干燥箱中60℃下烘干過夜，最后將干燥后的樣品在馬弗爐中600℃下煅燒3小時，即得到Mn-Si催化劑中間體；

④將Mn-Si催化劑中間體與TiO₂粉末按重量份數比3:1～5:1混合后，加入去離子水混合攪拌，然后將樣品放入恒溫干燥箱中60℃下烘干過夜，即得到改性支撐體Mn-Si-Ti催化劑；

2）骨料和添加劑的選擇與配比：

骨料為：-Al₂O₃，平均粒徑3093.8%、膨潤土1.25%；

成孔劑：紫木節；1.9%

添加劑：添加劑：改性Mn-Si-Ti催化劑0.8%、硝酸銅0.75%；

分散劑為：卵磷脂1.5%；

3）混合：

將上述膜支撐體的成分混合后，按體積比1:2添加水在球磨機磨制45-60min，得到穩定的懸浮液，在球磨的同時添加少量的泡花堿；其中硅酸鈉，支撐體材料總重量與泡花堿重量份數比100:1，以調節懸浮液的pH值在10.5-12,來增加懸浮液的穩定性，將球磨得到的穩定懸浮液與-Al₂O₃粉料以及已經充分磨制分散好的碳粉按一定比例混合，其中懸浮液：-Al₂O₃粉料：碳粉的重量份數比為3.5～4:1，攪拌時間約20-30min，進行充分攪拌，得到均勻的泥料；

4）煉泥：將攪拌均勻混合好的泥料在真空煉泥機中煉泥2小時，重復“煉泥-陳化”過程3-4次；

5）陳化：將經過煉泥的泥料在26-28℃溫度，相對濕度：20%-40%環境條件中放置36-48小時；

6）成型：采用擠出成型法，擠出壓力為：1.2個大氣壓；擠出速率為：30mm/min；將煉好的塑性泥料加入螺桿擠出機中，在壓力的作用下擠出19通道的管狀支撐體；

7）坯體干燥：將擠出成型的坯體在一定的環境濕度相對濕度：15-20%，?26-28℃溫度下進行干燥脫除坯體中的水分，保證坯體在干燥過程當中不變形、不開裂；

8）燒結：將干燥好的支撐體生坯放入程控升溫電爐中，按照4℃/min的燒結制度升溫到1500℃，然后恒溫3小時，自然冷卻后出爐，然后打磨與檢測后得到合格無機膜支撐體；

（2）改性處理膜分離層的制備

1）處理膜分離層改性催化劑的制備

①以-Al₂O₃，平均粒徑30微粉、NiO和Co₃O₄按摩爾比Al:Ni:Co=1:2:3～1:2:5配置，并按體積比1:2～1:5與去離子水通過攪拌混合，形成懸濁液；

②放入烘箱中于100~120℃干燥4h，再將其浸入3wt%的Na₂CO₃溶液，在100-120℃干燥4h后，取出后用蒸餾水洗滌；

③將得到的樣品放入恒溫干燥箱中100℃下烘干8h，最后制備完成用于膜分離層改性的Ni-Co催化劑；

2）涂膜液的制備

將-Al₂O₃，平均粒徑30微粉、膨潤土和紫木節在球磨機磨制30分鐘，并放入一定量的分散劑以及水（按1:3.5）得到穩定的懸浮液，適當調節其粘度后，制得涂膜用的制膜液；

其中膜分離層組分如下：

骨料：???????????Al₂O_3????88.9%，膨潤土0.45%

成孔劑：????????紫木節??0.9%

催化劑：????????????????6.5%

添加劑：???????硝酸Zn???2.75%

分散劑????????卵磷脂?????0.5%；???

3）涂膜

采用浸漬法成膜，將預先清洗、干燥處理后的多孔Al₂O₃陶瓷支撐體的外表面用塑料布密封，然后將其浸入涂膜液中，揭去塑料布，浸泡36?h后從涂膜液中取出；再把涂膜后的支撐體干燥，放入烘箱中于100~120℃干燥4h；最后置于升溫電爐中，按照5℃/min的燒結制度升溫到1600℃，并恒溫3小時，自然冷卻后出爐，即得到改性無機膜支撐體和改性處理膜分離層組成的膜組件。