[發(fā)明專利]一種集成光催化和膜過濾的凈水方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711134152.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN109775798A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃冠博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津淼宇科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C02F1/30
• 分類號(hào): C02F1/30;C02F1/44;C02F1/72;B01D67/00;B01D69/02;B01D71/02;B01J27/24;B01J35/00;B01J35/06;C02F101/30
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本發(fā)明公開了一種集成光催化和膜過濾的凈水方法，包括如下步驟：步驟一：將三聚氰胺固體置于加蓋的坩堝中，放入馬弗爐，以一定的升溫速率在靜止空氣氛圍中加熱至某溫度，維持一定時(shí)間，以一定的降溫速率冷卻至室溫。取出后將固體用研缽研細(xì)，超聲處理；步驟二：使用抽濾法將改性石墨相氮化碳負(fù)載到陽極氧化鋁基膜上。本發(fā)明的光催化與過濾單元由具有選擇透過性的改性石墨相氮化碳組成。石墨相氮化碳可以允許水分子無阻礙通過，其他污染物分子不能通過或穿透阻力很大。同時(shí)，在可見光的照射下，石墨相氮化碳還可催化有機(jī)污染物的降解反應(yīng)，從而可實(shí)現(xiàn)在一個(gè)單元中使污水得到徹底治理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及凈水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種集成光催化和膜過濾的凈水方法。

背景技術(shù)

持久性有機(jī)污染物(POP)包括某些染料、抗生素、農(nóng)藥、內(nèi)分泌干擾劑(激素)等，具有一定的化學(xué)/生物穩(wěn)定性、長期殘留性、生物累積性、高毒性等危害。常規(guī)的處理辦法，如活性炭吸附等，只是將其富集，并不能徹底消除，且這些污染物在地表水中經(jīng)常是以較低濃度出現(xiàn)，因此急需高效徹底的處置辦法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種集成光催化和膜過濾的凈水方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種集成光催化和膜過濾的凈水方法，包括如下步驟：

步驟一：改性石墨相氮化碳

將三聚氰胺固體置于加蓋的坩堝中，放入馬弗爐，以一定的升溫速率在靜止空氣氛圍中加熱至某溫度，維持一定時(shí)間，以一定的降溫速率冷卻至室溫。取出后將固體用研缽研細(xì)，超聲處理；

步驟二：制備過濾組件

使用抽濾法將改性石墨相氮化碳負(fù)載到陽極氧化鋁基膜上。

進(jìn)一步的，所述步驟一優(yōu)選氧摻雜石墨相氮化碳或者硫摻雜石墨相氮化碳。

進(jìn)一步的，所述氧摻雜石墨相氮化碳的具體工藝參數(shù)為：將三聚氰胺固體置于加蓋的坩堝中，放入馬弗爐，以1-5℃·min^-1的升溫速率在靜止空氣氛圍中加熱至450-650℃，維持2-10h，以1-5℃·min^-1的降溫速率冷卻至室溫。取出后將固體用研缽研細(xì)，加入聚四氟乙烯水熱反應(yīng)釜中，并加水至反應(yīng)釜內(nèi)襯三分之二處，120-200℃加熱反應(yīng)，結(jié)束后取出固體，超聲處理1-3h，功率為100-500w。

進(jìn)一步的，所述硫摻雜石墨相氮化碳的具體工藝參數(shù)為：將10％-90％(質(zhì)量百分比)的硫脲與三聚氰胺固體置于加蓋的坩堝中，放入馬弗爐，以1-5℃·min^-1的升溫速率在靜止空氣氛圍中加熱至450-650℃，維持2-10h，以1-5℃·min^-1的降溫速率冷卻至室溫；取出后將固體用研缽研細(xì)，加去離子水并超聲處理1-3h，功率為100-500w。

進(jìn)一步的，所述步驟二的具體工藝參數(shù)為：將陽極氧化鋁作為濾膜置于抽濾漏斗中，將超聲處理過的改性石墨相氮化碳的水分散液倒入抽濾漏斗，將水抽干后取出氧化鋁基膜置于真空干燥箱中除去剩余的水分。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)光催化氧化降解是一種深度氧化水處理技術(shù)，可將有機(jī)污染物徹底氧化為對(duì)環(huán)境無害的二氧化碳和水，因此具有明顯優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明將光催化功能材料固定在過濾組件上，避免了常規(guī)催化反應(yīng)后續(xù)所需的催化劑分離操作，簡便高效。此外，改性石墨相氮化碳的能帶可以吸收可見光，因此不需要外加紫外光等能源，將裝置置于太陽光照射下即可進(jìn)行光催化反應(yīng)，經(jīng)濟(jì)節(jié)能。

(2)本發(fā)明的光催化與過濾單元由具有選擇透過性的改性石墨相氮化碳組成。石墨相氮化碳可以允許水分子無阻礙通過，其他污染物分子不能通過或穿透阻力很大。同時(shí)，在可見光的照射下，石墨相氮化碳還可催化有機(jī)污染物的降解反應(yīng)，從而可實(shí)現(xiàn)在一個(gè)單元中使污水得到徹底治理。

具體實(shí)施方式