N摻雜TiO2陶瓷膜的制備及光催化處理含鹽有機(jī)廢水研究.pdf

1、膜分離作為一項(xiàng)高效的分離技術(shù)，在石油化工和環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。然而，其功能單一、膜污染現(xiàn)象嚴(yán)重，膜分離過程中膜表面對有機(jī)物的吸附及膜孔通道中污染物的堵塞問題，直接導(dǎo)致膜通量的衰減，降低膜處理效率，膜污染問題成為膜分離技術(shù)發(fā)展的絆腳石。為了解決膜污染問題，通常使用物理化學(xué)清洗對膜污染進(jìn)行處理，但是此過程會增加費(fèi)用，使得工藝復(fù)雜化，不利于生產(chǎn)。光催化能有效降解染料、酚類、鹵化物、烴類、農(nóng)藥等有機(jī)物，將其最終礦化為水、二氧化碳等

2、無毒物質(zhì);二氧化鈦光催化氧化技術(shù)作為一項(xiàng)環(huán)境友好的新型水污染處理技術(shù)已經(jīng)被廣泛用來去除水中難降解有機(jī)物，可以和膜分離技術(shù)相結(jié)合，減緩膜分離過程中的膜污染現(xiàn)象。然而，較小的粉末態(tài)二氧化鈦微粒存在重復(fù)利用率低、回收困難等缺點(diǎn)。通過將二氧化鈦光催化劑負(fù)載在陶瓷膜表面，制備出具有光催化活性的多功能陶瓷膜，解決光催化劑難回收的同時(shí)，增強(qiáng)了膜污染抗性。光催化和膜分離耦合技術(shù)已經(jīng)成為目前研究的熱點(diǎn)，耦合工藝中，光催化技術(shù)的參與能夠有效減緩或消除工藝運(yùn)

3、行過程中的膜污染問題，因而提高膜滲透通量;膜分離技術(shù)的參與可以將光催化降解產(chǎn)物迅速轉(zhuǎn)移出反應(yīng)體系，打破光催化反應(yīng)中的濃度傳質(zhì)平衡，促進(jìn)光催化反應(yīng)的快速進(jìn)行。
　　 本研究采用溶膠凝膠技術(shù)，以鈦酸四丁酯和硅酸乙酯作前驅(qū)體，平板A(1)2O3膜作支撐，制備出具有光催化活性的氮摻雜TiO2/SiO2/Al2O3復(fù)合陶瓷膜。通過電鏡掃描(SEM)，能量色散X射線儀(EDAX)和X射線衍射(XRD)對陶瓷膜的膜面形貌、橫斷面及表面組成等進(jìn)

4、行表征分析。結(jié)果表明，氮元素的摻雜阻礙了二氧化鈦晶粒的增長，抑制了銳鈦礦型向金紅石相的轉(zhuǎn)變。TiO2的平均粒徑約為8.7nm，復(fù)合陶瓷膜表層TiO2薄膜均勻完整，TiO2主要以光催化活性高的銳鈦礦型存在。
　　 實(shí)驗(yàn)對含鹽羅丹明 B染料廢水的處理結(jié)果表明，原水 pH值、膜面流速、光照強(qiáng)度等工藝參數(shù)對該陶瓷膜分離性能有顯著影響。該板式復(fù)合陶瓷膜對羅丹明 B染料的截留率高達(dá)95％，廢水脫色率接近100％，染料濃縮效果好;對單價(jià)和二價(jià)