[發(fā)明專(zhuān)利]一種無(wú)機(jī)催化膜及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910127104.1
• 申請(qǐng)日: 2019-02-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109794266A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張弓;陳瑀;吉慶華;曲久輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/051
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/051;B01J35/02;C02F1/72;C02F101/34
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 陳丹;張奎燕

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種無(wú)機(jī)催化膜及其制備方法和應(yīng)用。所述方法包括：將二硫化鉬納米片均勻分散在水中，得到二硫化鉬分散液；以及對(duì)所述二硫化鉬分散液進(jìn)行抽濾，使二硫化鉬納米片沉積在基底上，得到所述無(wú)機(jī)催化膜。本申請(qǐng)的無(wú)機(jī)催化劑膜的催化活性較好，能夠催化過(guò)硫酸鹽產(chǎn)生大量的自由基，而且通過(guò)調(diào)控體系流場(chǎng)，使產(chǎn)生的自由基快速和目標(biāo)污染物分子接觸并發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到提高自由基利用率的目的，能夠用于污水處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及但不限于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種無(wú)機(jī)催化膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

我國(guó)水資源短缺嚴(yán)重，分布不均，水污染問(wèn)題嚴(yán)峻。各種水處理技術(shù)在水污染治理領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。基于過(guò)硫酸鹽的高級(jí)氧化技術(shù)就是其中一個(gè)有效方法。該法的優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性羥基自由基可以無(wú)選擇性地氧化分解水中各類(lèi)有機(jī)污染物，從而實(shí)現(xiàn)污水處理的目的。

此外，膜技術(shù)由于具有操作方便、處理效果良好、自控程度高等優(yōu)點(diǎn)，在水處理中往往可以獲得比傳統(tǒng)處理工藝更優(yōu)質(zhì)、更穩(wěn)定的出水效果，所以膜技術(shù)的研究和應(yīng)用逐漸成為水處理領(lǐng)域的熱點(diǎn)。采用膜技術(shù)治理水污染的基本原理是利用膜的孔道和層間距進(jìn)行污染物與水的分離。但是隨著工農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，有機(jī)污染物變得多樣化、復(fù)雜化，單純的膜分離技術(shù)不能滿(mǎn)足現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化膜的多功能性非常重要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N無(wú)機(jī)催化膜的制備方法，該方法制備得到的無(wú)機(jī)催化膜具有催化過(guò)硫酸鹽產(chǎn)生自由基的功能，不但能夠作為基于過(guò)硫酸鹽的高級(jí)氧化技術(shù)的催化劑應(yīng)用于污水處理中，而且豐富了膜的功能性。

具體地，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N無(wú)機(jī)催化膜的制備方法，所述方法包括：

將二硫化鉬納米片均勻分散在水中，得到二硫化鉬分散液；以及

對(duì)所述二硫化鉬分散液進(jìn)行抽濾，使二硫化鉬納米片沉積在基底上，得到所述無(wú)機(jī)催化膜。

在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，所述二硫化鉬納米片可以通過(guò)購(gòu)買(mǎi)獲得或采用已知的方法制備得到，例如，可以采用機(jī)械力剝離法、液相超聲法或鋰離子插層法等制備得到。

在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，所述二硫化鉬納米片可以通下述方法制備得到：

(1)將二硫化鉬和有機(jī)鋰的正己烷溶液在惰性氣體保護(hù)的環(huán)境下混合，攪拌設(shè)定時(shí)間；

(2)將步驟(1)得到的產(chǎn)物用正己烷洗滌，得到所述二硫化鉬納米片；

其中，所述二硫化鉬與所述有機(jī)鋰的正己烷溶液中的有機(jī)鋰的質(zhì)量比可以為0.5～1.5:1；

所述有機(jī)鋰可以為正丁基鋰、仲丁基鋰，異丁基鋰和叔丁基鋰中的任意一種；

所述攪拌可以為加熱回流攪拌；

所述設(shè)定時(shí)間可以為24～72小時(shí)，例如，可以為48小時(shí)。

在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，所述軟模板或所述硬模板的用量可以按照如下選擇：

二硫化鉬分散液中的二硫化鉬與軟模板氫氧化鐵膠體中的氫氧化鐵的質(zhì)量比可以為0.5～10:1；

二硫化鉬分散液中的二硫化鉬與軟模板納米二氧化硅水分散液中的二氧化硅的質(zhì)量比可以為5～15:1；

二硫化鉬分散液中的二硫化鉬與硬模板氧化鋅納米線(xiàn)的水溶液中的氧化鋅納米線(xiàn)的質(zhì)量比可以為5～25:1；

二硫化鉬分散液中的二硫化鉬與硬模板氧化石墨烯的水溶液中的氧化石墨烯的質(zhì)量比可以為1～10:1；

二硫化鉬分散液中的二硫化鉬與硬模板石墨烯量子點(diǎn)的水溶液中的石墨烯量子點(diǎn)的質(zhì)量比可以為10～25:1。