[发明专利]玻璃纤维布上负载TiO2的光催化剂在处理微囊藻毒素中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种微囊藻毒素的光催化氧化方法，以玻璃纤维布（FGC）为固定TiO₂的载体，提高其光催化活性，属于水处理技术、环境污染治理技术领域。

背景技术

近年来随着湖泊富营养化的加剧，蓝藻“水华”频繁发生，蓝藻在代谢过程中或藻体破裂后会分泌微囊藻毒素，污染水源水，直接威胁人类健康。常规的给水处理工艺很难将微囊藻毒素从水体中彻底去除，甚至会引起藻细胞破裂导致藻毒素释放到水体中，因此需通过进一步的深度处理将其去除。

目前所采用得常规水处理方法去除微囊藻毒素存在以下缺点：

a.絮凝沉淀法与活性炭吸附法对于溶解在水中微囊藻毒素去除率一般低于25%，无法有效去除微囊藻毒素；

b.投加氯系药剂对微囊藻毒素去除率虽然能达到70%以上，但要求投加的氯氧化剂量较高，可能使饮用水产生较重的氯味，更严重的是氯与水中有机物反应会生成具有三氯甲烷等具有“三致”作用的消毒副产物。

c.臭氧法对微囊藻毒素具有较高的去除效果，产生的有害消毒副产物少，但普遍存在臭氧利用率低、含量不高、有效氧化能力不足等问题，以致其经济性下降，推广应用受到限制。

所以亟需找到一种高效、经济、环保的去除方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玻璃纤维布（FGC）上负载TiO₂的光催化剂在处理微囊藻毒素中的应用，可以有效去除水体中的微囊藻毒素污染，经济环保。

   本发明的技术方案为：一种玻璃纤维布上负载TiO₂的光催化剂在处理微囊藻毒素中的应用。

所述的催化剂载体为玻璃纤维布，负载量为0.8～1.2g/200cm²，玻璃纤维布上负载的TiO₂为P25型。

所述的光催化剂是采用溶胶-凝胶法制备，具体步骤为：先以钛酸四丁酯为前驱体，以三乙醇胺为水解抑制剂和乙醇制备TiO₂溶胶，然后采用溶胶浸涂法将TiO₂负载到载体玻璃纤维布上；所述的玻璃纤维布先经过预处理，具体方法为：在去离子水中加入粒径为20～30nm的TiO₂，充分搅拌均匀，然后涂抹在玻璃纤维布上，以2～5℃/min 的速度匀速升温至200～300℃，保温1.8～2.2h 后自然降温。

所述的溶胶浸涂法具体是将玻璃纤维布在制备好的TiO₂溶胶中以5～10cm/min 的速度提拉镀膜，再在90～100℃烘干，根据实际需要重复镀膜，然后以2～5℃/min 的速度匀速升温至400～500℃，保温1～2h 后自然降温。

所述的TiO₂溶胶按以下方法制备：将钛酸四丁酯溶于无水乙醇中，加入水解抑制剂三乙醇胺，充分制成A 溶液；将去离子水和无水乙醇混匀，调节pH 到3.0～3.5 制成B 溶液；将B 溶液缓慢滴加到A 溶液中，滴加完毕后继续搅拌1h 即制得微黄透明的溶胶；溶胶于暗处避光密封陈化24h以上 备用；各原料的摩尔比为：n (Cl₂ H₃₆ O₄Ti) ：n (C₄ H₁₁ N O₂) ：n (C₂ H₅OH)：n (H₂O)=1：0．86 ：26．6 ：2。

有益效果：

1）玻璃纤维布性质稳定，具有强度高、耐酸碱、抗腐蚀、透光性能好等优点，可作为固定TiO₂的良好载体。TiO₂经溶胶制备并负载至玻璃纤维布上后，光催化过程中产生的羟基自由基明显增加，光催化活性提高，对水中微囊藻毒素的光降解率提高。在pH值为4时，玻璃纤维负载TiO₂对微囊藻毒素的光催化降解率能达到90%以上，说明该方法能够有效去除微囊藻毒素。