[發明專利]一種用于廢水深度處理的微孔過流臭氧催化陶瓷膜及其制備和應用方法

有效

• 申請號: 201710053620.5
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106745673B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 徐軍;武倩;涂勇;張耀輝;唐敏;李軍
• 申請（專利權）人: 江蘇省環境科學研究院
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;C02F1/72;B01J23/34;B01J35/04;C02F101/30
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

1.一種用于廢水深度處理的微孔過流臭氧催化陶瓷膜，其特征在于：該陶瓷膜以燒結Al₂O₃為骨架材料，以負載Dy/Mo/Mn為活性催化組分，形成具有蜂窩孔道結構的陶瓷過流膜，且所述的活性催化組分負載于孔道內壁；所述微孔過流臭氧催化陶瓷膜采用如下步驟制備得到：

(1)Al₂O₃粉末的燒結：將Al₂O₃粉末進行焙燒處理，使其全部轉變為α-Al₂O₃；

(2)粉末研磨：將預燒后的Al₂O₃粉研磨為400～600目的均勻粉末備用；

(3)成型助劑溶液的配置：將羥丙基甲基纖維素、聚乙二醇、硝酸鏑、硝酸鉬及硝酸錳與水混合配制成成型助劑溶液，其中羥丙基甲基纖維素的質量濃度為5-10％，聚乙二醇的質量濃度為10-15％，硝酸鏑、硝酸鉬及硝酸錳的質量濃度均為40-60％；

(4)過濾膜胚體的加工成型：將研磨后的Al₂O₃粉末與占粉末質量3-8％的成型助劑溶液混合，進入真空練泥機，經2-5h煉泥處理后利用壓制設備或真空擠出機加工成為板式、管式或蜂窩催化過濾膜胚體；

(5)干燥、燒結：將得到的過濾膜成型胚體進行干燥處理，成型干燥后胚體進入燒結爐進行燒結，即得到本發明的微孔過流臭氧催化陶瓷膜。

2.根據權利要求1所述的一種用于廢水深度處理的微孔過流臭氧催化陶瓷膜，其特征在于：所述的陶瓷膜為板式、管式或蜂窩管式，且其內部孔道為微米級孔道，平均孔徑為10～20μm，孔隙率為30～60％。

3.根據權利要求1或2所述的一種用于廢水深度處理的微孔過流臭氧催化陶瓷膜的制備方法，其特征在于，其步驟為：

(1)Al₂O₃粉末的燒結：將Al₂O₃粉末進行焙燒處理，使其全部轉變為α-Al₂O₃；

(2)粉末研磨：將預燒后的Al₂O₃粉研磨為400～600目的均勻粉末備用；

(3)成型助劑溶液的配置：將羥丙基甲基纖維素、聚乙二醇、硝酸鏑、硝酸鉬及硝酸錳與水混合配制成成型助劑溶液，其中羥丙基甲基纖維素的質量濃度為5-10％，聚乙二醇的質量濃度為10-15％，硝酸鏑、硝酸鉬及硝酸錳的質量濃度均為40-60％；

(4)過濾膜胚體的加工成型：將研磨后的Al₂O₃粉末與占粉末質量3-8％的成型助劑溶液混合，進入真空練泥機，經2-5h煉泥處理后利用壓制設備或真空擠出機加工成為板式、管式或蜂窩催化過濾膜胚體；

(5)干燥、燒結：將得到的過濾膜成型胚體進行干燥處理，成型干燥后胚體進入燒結爐進行燒結，即得到本發明的微孔過流臭氧催化陶瓷膜。

4.根據權利要求3所述的一種用于廢水深度處理的微孔過流臭氧催化陶瓷膜的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中的焙燒溫度為1400℃，焙燒時間為4～8h。

5.根據權利要求3或4所述的一種用于廢水深度處理的微孔過流臭氧催化陶瓷膜的制備方法，其特征在于：所述步驟(5)中采用微波干燥設備對過濾膜成型胚體進行干燥處理，干燥溫度為75-90℃，干燥時間為8-12小時。

6.根據權利要求5所述的一種用于廢水深度處理的微孔過流臭氧催化陶瓷膜的制備方法，其特征在于：所述步驟(5)中燒結的具體工藝如下：首先以3℃/min升溫速度加溫至100-150℃，保溫2h；再以4℃/min升溫速度加溫至600-800℃，保溫3h；最后以4℃/min升溫速度加溫至1500-1700℃，保溫4h。

7.根據權利要求1或2所述的一種用于廢水深度處理的微孔過流臭氧催化陶瓷膜的應用方法，其特征在于：該方法是通過在膜兩側制造壓力差，強迫含有臭氧的廢水通過催化劑內部的孔道結構，從而達到壓縮增強傳質速率和有效催化面積的目的。