[发明专利]类芬顿催化膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域。

背景技术

Fenton氧化处理技术是一种有前景的水处理技术，是近十几年来高级氧化技术研究中最为活跃和引人注目的领域。虽然Fenton氧化技术具有较好的处理水中的难降解有机污染物的效果，但在实际应用中存在以下不足：①H₂O₂利用率不高，有机物降解不完全；②简单的Fenton反应必须在pH值＜3的酸性介质中进行，实际废水的酸度一般不超过3，极低的酸度要求增加了水处理成本。

发明内容

本发明要解决现有Fenton氧化技术存在H₂O₂利用率低、二次污染、应用范围小的技术问题；而提供了类芬顿催化膜的制备方法。

本发明中类芬顿催化膜的制备方法是按下述步骤进行的：一、将22mL钛酸正丁酯、22mL无水乙醇和12mL冰乙酸混合，然后用HNO₃调节pH值＝3，得到溶液A；二、配制铁的化合物浓度为0.01～10mol/L的溶液B，然后将10mL溶液B与10mL无水乙醇混合，再用HNO₃调节pH值＝3，得到溶液C；三、在300r/min速度搅拌条件下，以1滴/秒速度将溶液C滴加到溶液A中，得到溶胶；四、将PVDF粉末与添加剂按10～8∶1的质量比混合，加入溶胶，PVDF粉末的摩尔数与铁的化合物和钛酸正丁酯的总摩尔数比为1∶0.05～4，再按PVDF粉末与溶剂为7∶35～45的质量比加入溶剂，得到铸膜液；五、将步骤四制得的铸膜液进行成膜处理，即得到了类Fenton催化膜。该方法制备的催化剂能高效快速的催化过氧化氢，过氧化氢分解率随催化膜加入量的增加而增加，最高可达98％，对水中的有机物具有良好的吸附和氧化功能，而且对污染水质pH值要求不高，在pH值3～11范围内催化过氧化氢处理，并且重复使用。该制备方法步骤简单，易于控制。本发明的制备方法易于实现，可以实现工业化生产，产品在水处理行业有广阔的应用前景，经济效益可观。上述方法采用改性膜固定催化剂的改性类Fenton氧化技术，通过溶胶-凝胶原位共混法制备了新型类Fenton催化膜，可经济高效地催化降解染料废水，并可防止常规Fenton工艺的催化剂沉淀和流失等问题，实现催化剂的高效利用，而且具有制备工艺简单、成本低和反应容易控制的优点。

本发明中类芬顿催化膜的制备方法还可按下述步骤进行的：一、将20mL钛酸正丁酯溶于100mL无水乙醇中，然后加入5mL二乙醇胺，室温搅拌，得到溶液A；二、将铁的化合物溶解于20mL无水乙醇和4mL二次蒸馏水中得到铁的化合物浓度为0.01～10mol/L的溶液B，然后向溶液B中加入浓硝酸调pH值＝3，得到溶液C；三、在300r/min速度搅拌条件下，以1滴/秒速度将溶液C滴加到溶液A中，得到溶胶；四、将PVDF粉末与添加剂按10～8∶1的质量比混合，加入溶胶，PVDF粉末的摩尔数与铁的化合物和钛酸正丁酯的总摩尔数比为1∶0.05～4，按PVDF粉末与溶剂质量比为7∶35～45再加入溶剂，得到铸膜液；五、将步骤四制得的铸膜液进行成膜处理，即得到了类Fenton催化膜。该方法制备的催化剂能高效快速的催化过氧化氢，过氧化氢分解率随催化膜加入量的增加而增加，最高可达98％，对水中的有机物具有良好的吸附和氧化功能，而且对污染水质pH值要求不高，在pH值3～11范围内催化过氧化氢处理，并且重复使用。该方法具有制备工艺简单、成本低、催化效率高、重复利用率高和反应容易控制的优点。本发明的制备方法易于实现，可以实现工业化生产，产品在水处理行业有广阔的应用前景，经济效益可观。该方法制备的类芬顿催化膜与氧化剂联用，用于水处理，氧化剂为过氧化氢、臭氧，可与过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸氢钾联用，还可以与超声联用，还可以与超声及产生羟基自由基的高级氧化的结合。

附图说明