[發明專利]一種用于水處理的光芬頓陶瓷膜的制備方法、裝置與使用方法

有效

• 申請號: 202010692806.7
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111760462B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 程治良;全學軍;李碩;蔡永偉;晏超群
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D71/02;C02F1/30;C02F1/44;C02F1/72
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 吳興偉;康海燕

1.一種用于水處理的光芬頓陶瓷膜的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

a、預處理：采用蒸餾水：無水乙醇：丙酮的混合溶液將平板式陶瓷膜超聲洗滌1~ 4 h，而后用蒸餾水洗凈后于60~ 120 ℃烘干，冷卻后干燥待用；蒸餾水︰無水乙醇：丙酮的體積比為1: 1: 1；

b、配制納米光芬頓催化劑分散懸濁液：將光芬頓催化劑納米粉末加入至溶劑中，100～2000 W超聲分散5 ~ 180min，配制成懸濁液；所述的光芬頓催化劑納米粉末為α-Fe₂O₃、氫化處理后的α-Fe₂O₃、FeOCl或鐵基MOF材料；所述的溶劑為水、無水乙醇、異丙醇、丙酮或乙醚；懸濁液的濃度為0.1～2 g/L；

c、噴涂成膜：將步驟b得到的納米光芬頓催化劑懸濁液裝入噴墨打印式噴涂成膜裝置的噴頭中，通過壓縮空氣將催化劑懸濁液噴涂于步驟a處理后的陶瓷膜上；按照“一”或“Z”字的程序噴涂納米光芬頓催化劑懸濁液，噴涂層數為1～100 層；陶瓷膜的向陽面噴涂氫化處理后的α-Fe₂O₃或鐵基MOF的懸濁液；背陽面噴涂α-Fe₂O₃或FeOCl的懸濁液；

d、低溫燒結：將步驟c噴涂好的陶瓷膜，置于瓷舟上，放入馬弗爐，以0.5~5 ℃/min的升溫速度由室溫升溫至20～600 ℃，恒溫保持0.5～5 h，再以0.5～5 ℃/min的速度降溫至室溫后，即可得到光芬頓催化劑負載的光芬頓陶瓷膜。

2.如權利要求1所述的用于水處理的光芬頓陶瓷膜的制備方法，其特征在于：步驟a中洗滌時間為2 h，洗滌完成后于80～120℃烘干。

3.如權利要求2所述的用于水處理的光芬頓陶瓷膜的制備方法，其特征在于：步驟a中洗滌完成后于80℃烘干。

4.如權利要求1所述的用于水處理的光芬頓陶瓷膜的制備方法，其特征在于：步驟b中，所述懸濁液的濃度為1～2 g/L。

5.如權利要求1所述的用于水處理的光芬頓陶瓷膜的制備方法，其特征在于：步驟b中，500～1000 W超聲分散時間為60 min。

6.如權利要求1所述的用于水處理的光芬頓陶瓷膜的制備方法，其特征在于：步驟d中，以0.5~3 ℃/min的升溫速度由室溫升溫至100 ~ 300 ℃，恒溫保持2 h，再以0.5~3 ℃/min的速度降溫至室溫。

7.如權利要求6所述的用于水處理的光芬頓陶瓷膜的制備方法，其特征在于：步驟d中，以1 ℃/min的升溫速度由室溫升溫至200 ℃，恒溫保持2 h，再以1℃/min的速度降溫至室溫。

8.如權利要求1所述的用于水處理的光芬頓陶瓷膜的制備方法，其特征在于：

步驟c中，噴涂層數為1～10層；用環氧樹脂膠水將塑料膜組件粘結在步驟d制備好的光芬頓陶瓷膜的兩側，以方便后續安裝。

9.權利要求1～8任一項所述方法制備得到的用于水處理的光芬頓陶瓷膜。

10.采用權利要求9所述光芬頓陶瓷膜進行水處理的裝置，由至少一個處理單元組成，其特征在于：每個處理單元包括依次聯通的廢水槽、陶瓷膜反應器、透過液槽；所述廢水槽和陶瓷膜反應器之間設置有氣液混合泵，用于將空氣與廢水混合后泵入陶瓷膜反應器；還包括與氣液混合泵聯通的H₂O₂液槽，用于在空氣與廢水混合的過程中將H₂O₂流經氣液混合泵一并混合；所述陶瓷膜反應器中設置有光芬頓陶瓷膜組件，光芬頓陶瓷膜組件包括至少一片光芬頓陶瓷膜。

11.如權利要求10所述的采用光芬頓陶瓷膜進行水處理的裝置，其特征在于：陶瓷膜組件與陶瓷膜反應器水平面傾斜角為5~90 度，光芬頓陶瓷膜的向陽面朝上。