申請(qǐng)日2013.10.21
公開(kāi)(公告)日2014.01.08
IPC分類號(hào)C02F1/44; B01D67/00
摘要
一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法，它涉及一種無(wú)機(jī)膜改性的方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有無(wú)機(jī)膜抗污染能力弱，沒(méi)有催化性能的問(wèn)題。本發(fā)明的方法：一種方法是將無(wú)機(jī)膜浸入到純水中，取出后再浸入到溶液中，取出，得到具有催化性能的改性無(wú)機(jī)膜;另一種方法是通過(guò)脈沖激光沉積技術(shù)將靶物質(zhì)鍍?cè)跓o(wú)機(jī)膜的功能層上，再將鍍有靶物質(zhì)的無(wú)機(jī)膜浸入到溶液中，取出，得到具有抗污染能力和催化性能的改性無(wú)機(jī)膜。本發(fā)明得到的改性無(wú)機(jī)膜膜截留率可達(dá)到99%～100%，通量恢復(fù)率可達(dá)80%～85%，催化氧化苯酚去除率為50%。本發(fā)明應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法，其特征在于一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的 改性方法，是按照下述步驟實(shí)現(xiàn)：
將無(wú)機(jī)膜浸入到純水中，24～48h后取出，再浸入到溶液中，浸漬0.5h～8h，得到改性 的無(wú)機(jī)膜;其中所述的溶液為氧化劑溶液或還原劑溶液，溶液的質(zhì)量濃度為0.1mg/L ～500mg/L;
或?qū)o(wú)機(jī)膜浸入到純水中，24～48h后取出后，再分別浸入到氧化劑溶液和還原劑溶液 中，浸漬時(shí)間均為2h～5h，取出，得到改性無(wú)機(jī)膜;其中所述氧化劑溶液的質(zhì)量濃度為0.1 mg/L～500mg/L，還原劑溶液的質(zhì)量濃度為0.1mg/L～500mg/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法，其特征在于所述的無(wú) 機(jī)膜為平板膜或管式膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法，其特征在于所述的再 分別浸漬于氧化劑溶液和還原劑溶液中是指：先浸入到氧化劑溶液中，浸漬2h～5h后，再 浸入到還原劑溶液中，浸漬2h～5h，取出得到改性的無(wú)機(jī)膜;或者先浸入到還原劑溶液中， 浸漬2h～5h后，再浸入到氧化劑溶液中，浸漬2h～5h，取出得到改性的無(wú)機(jī)膜。
4.一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法，其特征在于一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的 改性方法，是按照下述步驟實(shí)現(xiàn)：
一、將無(wú)機(jī)膜置于托盤(pán)中，再將托盤(pán)放入脈沖激光沉積儀器的真空鍍膜室中，在溫度 300℃～600℃，激光能量為500mJ/cm2～800mJ/cm2，重復(fù)頻率為10Hz，脈沖數(shù)為2000～20000 的條件下，將靶物質(zhì)濺渡到無(wú)機(jī)膜的功能層的表面上，得到鍍有靶物質(zhì)的無(wú)機(jī)膜，其中鍍 有靶物質(zhì)的無(wú)機(jī)膜中靶物質(zhì)層厚度為10nm～500nm;
二、將步驟一得到的鍍有靶物質(zhì)的無(wú)機(jī)膜直接浸入到溶液中，浸漬0.5h～8h，得到改性 的無(wú)機(jī)膜;其中所述的溶液為氧化劑溶液或還原劑溶液，溶液的質(zhì)量濃度為0.1mg/L ～500mg/L;
或?qū)⒉襟E一得到的鍍有靶物質(zhì)的無(wú)機(jī)膜分別浸入到氧化劑溶液和還原劑溶液中，浸漬 時(shí)間均為2h～5h，取出，得到改性無(wú)機(jī)膜;其中所述氧化劑溶液的質(zhì)量濃度為0.1mg/L ～500mg/L，還原劑溶液的質(zhì)量濃度為0.1mg/L～500mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法，其特征在于步驟一中 所述的無(wú)機(jī)膜為陶瓷膜、金屬膜或金屬合金膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法，其特征在于步驟一中 所述的靶物質(zhì)為錳氧化物、鐵氧化物、鋯氧化物、鋁氧化物、鈦氧化物、鈰氧化物或銅氧 化物，其中所述的錳氧化物為MnO2或Mn2O3，所述的鐵氧化合物為FeO、Fe2O3或Fe3O4， 所述的銅氧化物的化學(xué)式為CuO或Cu2O，所述的鈦氧化物為T(mén)iO2。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法，其特征在于步驟二中 所述的氧化劑溶液為高錳酸鉀溶液、高錳酸鈉溶液、高氯酸鉀溶液、高氯酸鈉溶液、重鉻 酸鉀溶液、重鉻酸鈉溶液、高鐵酸鉀溶液、高鐵酸鈉溶液、次氯酸鈉溶液，次氯酸鉀溶液、 液氯溶液、氯胺溶液、過(guò)氧化氫溶液、過(guò)氧化鈉溶液或硝酸溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法，其特征在于步驟二中 所述的還原劑溶液為亞硫酸鈉溶液、亞硫酸鉀溶液、硫代硫酸鈉溶液、硫代硫酸鉀溶液、 硫化鈉溶液、硫酸亞鐵溶液、過(guò)氧化氫溶液、抗壞血酸溶液或亞硝酸鈉溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法，其特征在于步驟二所 述的將鍍有靶物質(zhì)的無(wú)機(jī)膜分別浸漬于氧化劑溶液和還原劑溶液中是指：先浸入到氧化劑 溶液中，浸漬2h～5h后，再浸入到還原劑溶液中，浸漬2h～5h，取出得到改性的無(wú)機(jī)膜; 或者先浸入到還原劑溶液中，浸漬2h～5h后，再浸入到氧化劑溶液中，浸漬2h～5h，取出 得到改性的無(wú)機(jī)膜。
說(shuō)明書(shū)
一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)膜改性的方法。
背景技術(shù)
脈沖激光沉積(Pulsed Laser Deposition，PLD)是一種利用激光對(duì)物體(靶物質(zhì))進(jìn) 行轟擊，然后將轟擊出來(lái)的物質(zhì)沉淀在不同的襯底上，得到沉淀或者薄膜的一種手段。其 優(yōu)點(diǎn)在于工藝參數(shù)可調(diào)節(jié)，對(duì)靶物質(zhì)的種類沒(méi)有限制，襯底溫度要求低，制備的薄膜均勻; 便于清潔處理，可以制備多種薄膜材料。利用PLD技術(shù)可以將不同的靶物質(zhì)沉積到襯底 上，進(jìn)而對(duì)襯底表面進(jìn)行改性修飾。
膜分離技術(shù)是一種物理過(guò)濾過(guò)程，不發(fā)生相變，且可在常溫下進(jìn)行，占地面積小、適 用范圍廣，因此與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、便于維修、分離效率 高、節(jié)能及無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。其中無(wú)機(jī)膜由于其耐高溫、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿和有機(jī)溶液、耐微 生物侵蝕、機(jī)械強(qiáng)度高等突出優(yōu)點(diǎn)，使其在膜分離技術(shù)中具有不可或缺的重要地位。然而 無(wú)機(jī)膜分離技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，受到膜污染問(wèn)題的影響，使得膜壽命縮短、清洗頻繁，制 約了無(wú)機(jī)膜分離技術(shù)在水處理領(lǐng)域中工業(yè)化的應(yīng)用程度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有無(wú)機(jī)膜抗污染能力弱，沒(méi)有催化性能的問(wèn)題，而提供一 種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法。
一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法，是按照下述步驟實(shí)現(xiàn)：
將無(wú)機(jī)膜浸入到純水中，24～48h后取出后，再直接浸入到溶液中，浸漬0.5h～8h，得 到改性的無(wú)機(jī)膜;其中所述的溶液為氧化劑溶液或還原劑溶液，溶液的質(zhì)量濃度為0.1 mg/L～500mg/L;
或?qū)o(wú)機(jī)膜浸入到純水中，24～48h后取出后，再分別浸入到氧化劑溶液和還原劑溶 液中，浸漬時(shí)間均為2h～5h，取出，得到改性無(wú)機(jī)膜;其中所述氧化劑溶液的質(zhì)量濃度為 0.1mg/L～500mg/L，還原劑溶液的質(zhì)量濃度為0.1mg/L～500mg/L。
一種用于水處理無(wú)機(jī)催化膜的改性方法，是按照下述步驟實(shí)現(xiàn)：
一、將無(wú)機(jī)膜置于托盤(pán)中，再將托盤(pán)放入脈沖激光沉積儀器的真空鍍膜室中，在溫度 300℃～600℃，激光能量為500mJ/cm2～800mJ/cm2，重復(fù)頻率為10Hz，脈沖數(shù)為2000～20000 的條件下，將靶物質(zhì)濺渡到無(wú)機(jī)膜的功能層的表面上，得到鍍有靶物質(zhì)的無(wú)機(jī)膜，其中鍍 有靶物質(zhì)的無(wú)機(jī)膜中靶物質(zhì)層厚度為10nm～500nm;
二、將步驟一得到的鍍有靶物質(zhì)的無(wú)機(jī)膜直接浸入到溶液中，浸漬0.5h～8h，得到改 性的無(wú)機(jī)膜;其中所述的溶液為氧化劑溶液或還原劑溶液，溶液的質(zhì)量濃度為0.1mg/L ～500mg/L;
或?qū)⒉襟E一得到的鍍有靶物質(zhì)的無(wú)機(jī)膜分別浸入到氧化劑溶液和還原劑溶液中，浸漬 時(shí)間均為2h～5h，取出，得到改性無(wú)機(jī)膜;其中所述氧化劑溶液的質(zhì)量濃度為0.1mg/L ～500mg/L，還原劑溶液的質(zhì)量濃度為0.1mg/L～500mg/L。
本發(fā)明通過(guò)脈沖激光沉積將靶物質(zhì)鍍?cè)跓o(wú)機(jī)膜的功能層上，再將無(wú)機(jī)膜分別浸漬在氧 化劑溶液和還原劑溶液中，發(fā)生氧化還原反應(yīng)原位生成氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物沉積于膜孔道 中，因而使無(wú)機(jī)膜改性，具有催化性能，抗污染能力提高。
本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明得到的改性無(wú)機(jī)膜具有較強(qiáng)的吸附截留能力與抗污染 特性，易于清洗，本發(fā)明得到的改性無(wú)機(jī)膜的膜截留率可達(dá)到99%～100%，通量恢復(fù)率可 達(dá)80%～85%，而未改性無(wú)機(jī)膜的膜截留率僅為92.5%，通量恢復(fù)率僅為75%。2、本發(fā)明 得到的改性無(wú)機(jī)膜具有催化氧化特性，催化氧化苯酚去除率為50%，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)膜水 處理過(guò)程中吸附-截留-催化一體化，具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。
