[發(fā)明專利]一種利用原子層沉積對微濾膜進行復(fù)合光催化劑改性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510271268.3
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104888612B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田禹;李寧;張軍;陸瑞麟;詹巍;孔令超;左薇;王一然
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01D69/02
• 分類號: B01D69/02;B01D67/00;B01J23/06;B01J21/06;C02F1/44;C02F1/32
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 侯靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對微濾膜進行復(fù)合光催化劑改性的方法。

背景技術(shù)

膜法水處理技術(shù)是我國水環(huán)境嚴重污染條件下，實現(xiàn)水質(zhì)高效處理的主導(dǎo)技術(shù)，但膜污染導(dǎo)致其運行成本提高40％以上，已成為限制其快速發(fā)展的技術(shù)瓶頸。膜的光催化改性技術(shù)，通過在膜材料上負載或嵌入光催化劑，吸收光子能量，抑制細菌等微生物的吸附，降解膜上有機污染物，實現(xiàn)膜污染的自我清潔，有效控制膜污染。

目前，膜的光催化改性主要采用浸沒沉淀、接枝聚合和共混改性等方法，存在催化劑分布不均、穩(wěn)定性較差、膜孔易阻塞、光催化效率較低等缺點。原子層沉積技術(shù)，利用氣體前驅(qū)體與基底間的化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)過程，生成可用于改性的目標(biāo)生成物，它以單原子形式一層一層地沉積在基底表面，實現(xiàn)基底的表面改性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有膜污染及膜光催化改性方法存在膜孔阻塞、催化劑不穩(wěn)定、光催化效率低的技術(shù)問題，從而提供了一種利用原子層沉積對微濾膜進行復(fù)合光催化劑改性的方法。

本發(fā)明的第一種利用原子層沉積對微濾膜進行復(fù)合光催化劑改性的方法是按以下步驟進行的：

一、將原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室的溫度設(shè)定為20～130℃，然后將微濾膜放入反應(yīng)腔室中進行加熱；

二、將第一前驅(qū)體通入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中進行脈沖反應(yīng)，在溫度為20～130℃下反應(yīng)0.1～60s，反應(yīng)完成后，N₂吹掃0.3～20s，然后將前驅(qū)體氧源通入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中進行脈沖反應(yīng)，在溫度為20～130℃下反應(yīng)0.1～60s，反應(yīng)完成后，N₂吹掃0.3～20s，得到第一沉積層；

三、將第二前驅(qū)體通入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中進行脈沖反應(yīng)，在溫度為20～130℃下反應(yīng)0.1～60s，反應(yīng)完成后，N₂吹掃0.3～20s，然后將前驅(qū)體氧源通入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中進行脈沖反應(yīng)，在溫度為20～130℃下反應(yīng)0.1～60s，反應(yīng)完成后，N₂吹掃0.3～20s，得到第二沉積層；

四、重復(fù)步驟二和步驟三，至總沉積厚度為10～800nm，即完成利用原子層沉積對微濾膜進行復(fù)合光催化劑改性；

所述的第一前驅(qū)體為鈦源或鋅源，第二前驅(qū)體為鈦源或鋅源，且第一前驅(qū)體和第二前驅(qū)體不相同。

本發(fā)明的第二種利用原子層沉積對微濾膜進行復(fù)合光催化劑改性的方法是按以下步驟進行的：

一、將原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室的溫度設(shè)定為20～130℃，然后將微濾膜放入反應(yīng)腔室中進行加熱；

二、將第一前驅(qū)體通入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中進行脈沖反應(yīng)，在溫度為20～130℃下反應(yīng)0.1～60s，反應(yīng)完成后，N₂吹掃0.3～20s，然后將前驅(qū)體氧源通入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中進行脈沖反應(yīng)，在溫度為20～130℃下反應(yīng)0.1～60s，反應(yīng)完成后，N₂吹掃0.3～20s，得到第一沉積層；

三、重復(fù)步驟二，得到厚度為0.2～400nm的第一沉積層；

四、將第二前驅(qū)體通入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中進行脈沖反應(yīng)，在溫度為20～130℃下反應(yīng)0.1～60s，反應(yīng)完成后，N₂吹掃0.3～20s，然后將前驅(qū)體氧源通入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中進行脈沖反應(yīng)，在溫度為20～130℃下反應(yīng)0.1～60s，反應(yīng)完成后，N₂吹掃0.3～20s，得到第二沉積層；

五、重復(fù)步驟四至總沉積厚度為10～800nm，即完成利用原子層沉積對微濾膜進行復(fù)合光催化劑改性；

所述的第一前驅(qū)體為鈦源或鋅源，第二前驅(qū)體為鈦源或鋅源，且第一前驅(qū)體和第二前驅(qū)體不相同。

本發(fā)明的第三種利用原子層沉積對微濾膜進行復(fù)合光催化劑改性的方法是按以下步驟進行的：

一、將原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室的溫度設(shè)定為20～130℃，然后將微濾膜放入反應(yīng)腔室中進行加熱；

二、將第一前驅(qū)體通入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中進行脈沖反應(yīng)，在溫度為20～130℃下反應(yīng)0.1～60s，反應(yīng)完成后，N₂吹掃0.3～20s，然后將前驅(qū)體氧源通入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中進行脈沖反應(yīng)，在溫度為20～130℃下反應(yīng)0.1～60s，反應(yīng)完成后，N₂吹掃0.3～20s，得到第一沉積層；