[發明專利]一種木陶瓷電催化復合膜及其制備方法、電催化膜反應器

有效

• 申請號: 201610939947.8
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN107998896B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 梁小平;張迪;楊善敏;陳子尚;趙家琦;李建新;姚肖;王皝瑩
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D69/12;B01D71/02;C02F1/461;C02F1/469
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1.一種應用于廢水處理的木陶瓷電催化復合膜，其特征在于，以碳化木質材料為原料，粉碎成不同粒徑的炭粉，浸漬包覆不同的金屬氧化物溶膠，經過干燥、成型和燒結，制備電催化與膜分離一體化功能的木陶瓷電催化復合膜。

2.一種電催化膜反應器，其特征在于，以權利要求1所述的木陶瓷電催化復合膜為陽極。

3.一種木陶瓷電催化復合膜的制備方法，其特征在于，該方法步驟如下，

(1)制備木炭粉，并經篩分得到第一粒徑木炭粉、第二粒徑木炭粉和第三粒徑木炭粉；

(2)制備導電金屬氧化物溶膠；

(3)制備催化劑溶膠；

(4)將第一粒徑木炭粉置于金屬氧化物溶膠中，攪拌至溶膠發生溶脹，溶液變成凝膠，然后干燥，得到第一包覆木炭粉；

(5)將第二粒徑木炭粉和第三粒徑木炭粉置于催化劑溶膠中，攪拌至溶膠發生溶脹，溶液變成凝膠，然后干燥，得到第二包覆木炭粉；

(6)將第一包覆木炭粉和第二包覆木炭粉按比例混合，得到混合包覆木炭粉，再與環氧樹脂和鈦酸丁酯混合均勻，經冷等靜壓成型，保壓；然后進行燒結，制得木陶瓷電催化復合膜。

4.根據權利要求3所述的木陶瓷電催化復合膜的制備方法，其特征在于，木陶瓷電催化復合膜為具有導電性能的微米孔與納米孔結構匹配的分級多孔電催化復合膜。

5.根據權利要求3所述的木陶瓷電催化復合膜的制備方法，其特征在于，所述導電金屬氧化物溶膠為錫溶膠，錫溶膠的制備包括如下步驟：將SnCl₂·2H₂O溶于無水乙醇中，并加入去離子水和乙酸乙酯，至于封閉容器中加熱、攪拌、回流60～80min，直至得到呈淺黃色的、透明的、均勻穩定的溶膠，靜置后待用。

6.根據權利要求5所述的木陶瓷電催化復合膜的制備方法，其特征在于，催化劑溶膠的制備包括如下步驟：將金屬化合物、去離子水、溶劑、催化劑和添加劑以一定摩爾比配置成前驅體溶液，強烈攪拌2-3h后制得溶膠，將其在室溫下陳化后備用。

7.根據權利要求6所述的木陶瓷電催化復合膜的制備方法，其特征在于，所述的錫溶膠和催化劑溶膠的粘度為15～30mPa·S。

8.根據權利要求3所述的木陶瓷電催化復合膜的制備方法，其特征在于，混合包覆木炭粉中包覆氧化物質量∶木炭粉質量之比為0.5∶1～2∶1。

9.根據權利要求3所述的木陶瓷電催化復合膜的制備方法，其特征在于，第一粒徑木炭粉過40目篩，第二粒徑木炭粉過100目篩，第三粒徑木炭粉過200目篩，混合包覆木炭粉中，第一粒徑木炭粉、第二粒徑木炭粉和第三粒徑木炭粉占未包覆木炭粉總量的質量百分數分別為25～30％、57～65％和10～15％。

10.根據權利要求3所述的木陶瓷電催化復合膜的制備方法，其特征在于，混合包覆木炭粉與環氧樹脂、鈦酸丁酯的質量之比為90～92％∶6～8％∶0～4％。