[发明专利]一种负载氯氧化铁的陶瓷膜及其制备方法

说明书

本发明实施例提供了一种负载氯氧化铁的陶瓷膜，包括：三氧化二铝、二氧化钛和负载在陶瓷膜表面上氯氧化铁纳米催化剂，其中，三氧化二铝和二氧化钛为基体。本发明实施例还提供了一种负载氯氧化铁的陶瓷膜的制备方法，包括：S1、陶瓷膜预处理；S2、纳米催化剂制备；S3、催化剂的负载；S4、干燥烘干。本发明制备的负载氯氧化铁的陶瓷膜光芬顿催化活性高，不仅具有优秀的抗生素去除效率，而且陶瓷膜具有良好的抗污性能，是一种成本低廉、简单有效的去除抗生素的方法。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，尤其涉及一种负载氯氧化铁的陶瓷膜及其制备方法。

背景技术

抗生素是指能够预防或治疗人和动物细菌感染的抗菌药物。自1929年发现第一种抗生素(盘尼西林)以来，各种天然和合成的抗生素就被开发和广泛应用于人类医药和畜牧、农业。抗生素在环境中无处不在，人类和动物使用抗生素后，约10％-90％以母体化合物或生物活性代谢物的形式排出，然后进入受纳水体、沉积物和土壤。从20世纪90年代至今，抗生素的消费量不断增加，其对人类健康、畜牧、生态系统和食品安全造成潜在的负面影响。同时由于抗生素耐药性已经成为一个迫在眉睫的全球健康威胁，如果不能得到有效缓解，到2050年可能导致1000万人死亡。

抗生素的去除方法主要有微生物法、物理吸附法、高级氧化法和化学还原法等。传统水处理技术对抗生素的降解效率较低，容易产生二次污染。而光催化-膜分离耦合技术不仅保持了光催化技术对高浓度难降解抗生素的无选择性、反应速率快、降解彻底等优点；同时通过膜分离技术的高效截留、无相变分离特性，有效地回收了反应液体系中的纳米级催化剂，分离效果彻底，催化剂流失少，保持了反应器中催化剂的恒定及催化特性，使整个反应体系持续有效地稳定运行，而且产生了耦合效应：通过光催化反应对污染物的降解，降低了废水的污染指数，提高了膜的抗污染性和使用寿命。因此，开发一种具有光芬顿作用的平板陶瓷膜对抗生素的去除具有重要的意义。

发明内容

本发明的实施例提供了一种负载氯氧化铁的陶瓷膜及其制备方法，以克服现有技术的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种负载氯氧化铁的陶瓷膜，包括：三氧化二铝、二氧化钛和负载在陶瓷膜表面上氯氧化铁纳米催化剂，其中，三氧化二铝和二氧化钛为基体。

一种上述负载氯氧化铁的陶瓷膜的制备方法，包括如下步骤：

S1、陶瓷膜预处理：将陶瓷膜在去离子水中浸泡30分钟，然后先用氢氧化钠溶液碱洗30分钟，再用磷酸溶液酸洗15分钟，用蒸馏水反复冲洗干净并放入真空烘箱中干燥，将陶瓷膜冷却至室温后待用；

S2、纳米催化剂制备：取六水合三氯化铁固体，在研钵中充分研磨成粉末状后，将六水合三氯化铁的粉末平铺在坩埚底部，盖上坩埚盖，放置于马弗炉中，控制马弗炉升温条件为每分钟升温5℃，升温至250℃后保持恒温，反应1小时，降温程序设置为每分钟降温5℃，待降温至常温后关闭电源，冷却后取出样品，反复离心清洗得到纳米催化剂氯氧化铁；

S3、催化剂的负载：称取在步骤S2中制备的纳米催化剂氯氧化铁，按每9mL双-[3-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物的酒精溶液中添加1g氯氧化铁的比例，配置氯氧化铁的酒精悬浊液，混合均匀，然后将混合溶液滴到步骤S1中经过预处理的陶瓷膜的表面，形成平板陶瓷膜；

S4、干燥烘干：将步骤S3中形成的平板陶瓷膜置于真空干燥箱中进行高温加热偶联反应，形成负载氯氧化铁纳米催化剂的陶瓷膜。

优选地，所述步骤S1中碱洗是用80℃15-20g·L-1的氢氧化钠溶液，酸洗是用50℃75％的磷酸溶液，在真空烘箱中的干燥温度为90℃～100℃，干燥时间为1～2h。

优选地，所述步骤S3中交联剂为双-[3-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物的酒精溶液中交联剂体积与交联剂酒精溶液总体积比为2‰～3‰。