[發明專利]一種電催化膜及其制備方法、廢水處理裝置

在審

• 申請號: 201710086079.8
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106861666A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 翟劍龐;蹇敦亮;姜建偉
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J23/06;B01J23/75;B01J35/06;C02F1/467;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙)44312
• 代理人: 王利彬

技術領域

本發明屬于環境保護領域，尤其涉及一種電催化膜及其制備方法、廢水處理裝置。

背景技術

隨著社會與經濟的發展，家庭及工業廢水產量逐年增加，尤其工業廢水中含有大量的大分子有機物和重金屬離子，若隨意排放，不僅污染環境，而且廢水進入地下水中循環，會反過來影響人類的健康。近年來，廢水處理問題已成為困擾社會經濟發展的重要問題。

現有的廢水處理裝置只是簡單地進行固體回收處理以及電解處理，這樣的裝置不僅體積太大、不好裝卸，而且造價高、成本貴，處理效率低，也難以保養。

因此，現有技術存在缺陷，急需改進。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種電催化膜及其制備方法、廢水處理裝置。

本發明是這樣實現的，一種電催化膜的制備方法，包括以下步驟：

制備多孔鈦模型，置于酸性溶液中進行預處理，洗凈，所述多孔鈦的長度為400～700mm，寬度為230～350mm，厚度為3～5mm；

制備所述金屬的硝酸鹽溶液，所述金屬為Mg、Zn、Cu、Ag、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Sc、Y、鑭系金屬、Sn、Sb、Bi、In、Ga、Ge中的至少一種；

將洗凈后的多孔鈦置于所述硝酸鹽溶液中進行超聲處理，干燥，獲得多孔鈦-硝酸鹽復合物；

將所述多孔鈦-硝酸鹽復合物置于保護氣體中焙燒，獲得電催化膜。

本發明還提供了一種電催化膜，采用上述所述的電催化膜的制備方法制成。

本發明還提供了一種廢水處理裝置，包括入水口、出水口，所述廢水處理裝置還包括互相連接的電催化膜和直流電源，所述電催化膜安裝于所述出水口上；所述電催化膜為上述所述的電催化膜。

本發明與現有技術相比，有益效果在于：本發明實施例提供的電催化膜為納米級的多孔鈦結構，在其多孔鈦孔隙處填充金屬氧化物，由此獲得一種具有催化還原作用的新型主客體電催化膜，可以很好地將污水中大量難以分解的大分子有機污染物分解為簡單有機物，重金屬離子轉化為金屬單質和金屬氫氧化物沉淀，而且污染物去除率高，除污徹底、效率高。

本發明實施例提供的廢水處理裝置，包括上述提供的電催化膜，廢水在進入出水口之前需先經過所述電催化膜。在處理廢水的時候，納米級多孔鈦-金屬氧化物對廢水中的大分子有機物、重金屬離子進行氧化還原分解，使之分別轉變為無害的小分子有機物、金屬單質和金屬氫氧化物沉淀。此外，廢水處理裝置體積小、裝卸方便。可見，利用納米氧化物/多孔鈦型復合納米級材料構成廢水處理裝置，處理效率高，而且成本低，結構簡單。

附圖說明

圖1是本發明第三實施例提供的廢水處理裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明第一實施例提供了一種電催化膜的制備方法，包括以下步驟：

制備多孔鈦模型，置于酸性溶液中進行預處理，洗凈，所述多孔鈦的長度為400～700mm，寬度為230～350mm，厚度為3～5mm；

制備所述金屬的硝酸鹽溶液，所述金屬為Mg、Zn、Cu、Ag、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Sc、Y、鑭系金屬、Sn、Sb、Bi、In、Ga、Ge中的至少一種；

將洗凈后的多孔鈦置于所述硝酸鹽溶液中進行超聲處理，干燥，獲得多孔鈦-硝酸鹽復合物；

將所述多孔鈦-硝酸鹽復合物置于保護氣體中焙燒，獲得電催化膜。

本發明第一實施例提供的電催化膜的制備方法，首先制備多孔鈦模型，所述多孔鈦為固定材料，固定納米級氧化物為所需要的形狀。然后將多孔鈦與金屬的硝酸鹽組合成多孔鈦-硝酸鹽復合物，再對多孔鈦-硝酸鹽復合物進行焙燒獲得電催化膜。所述制備方法過程簡單，便于工業化生產。

具體地，所述制備多孔鈦模型包括：通過有機物和多孔鈦粘合成需要的模型，然后對模型進行高溫燒結，使有機物高溫分解，留下模型只有多孔鈦即可。

具體地，所述酸性溶液為草酸、磷酸、醋酸等弱酸，所述酸性溶液的質量分數為0-15％。