本公开提供了一种氧化钛催化膜、制备方法及其应用,方法包括:将制孔剂粉末溶于乙醇中,搅拌成均匀溶液后,加入乙酸溶液、钛前驱体溶液和铁盐粉末,剧烈搅拌至溶液澄清透明,得到有机溶剂;采用无水乙醇和去离子水清洗陶瓷膜表面,烘干备用;将陶瓷膜浸泡在有机溶剂中0‑6小时后转移至坩埚,将坩埚置于马弗炉中,先升温至300‑800℃进行第一次退火1‑3h,继续升温至在800‑1000℃进行第二次退火0.5‑2h,升温速度为5℃/min;将马弗炉中的陶瓷膜取出,用去离子水冲洗表面多余的二氧化钛粉末,置于60℃烘箱中完全干燥,制备得到氧化钛催化膜。本公开所制备的氧化钛催化膜具有高效的臭氧催化性能、提高臭氧利用率和性能稳定等优点。
背景技术
难降解有机废水对环境水体危害很大,目前,研究报道可用于降解有机废水的方法包括混凝沉淀法、微电解法、活性炭法、湿式氧化法、催化氧化法以及膜分离等。其中,催化臭氧氧化技术,是近年来水处理领域的热点。臭氧是一种亲电子氧化剂,具有较强的氧化能力。利用臭氧的强氧化性,通过向反应体系引入固体催化剂加快臭氧分解,使其转化为氧化性更强而选择性低的羟基自由基,从而加快有机污染物的氧化去除效率。催化臭氧氧化技术具有对难降解有机物的高效去除效果、无二次污染等优点,被广泛应用于污水的深度处理中。然而它还存在着一定的局限性,一方面是难降解有机物的浓度较低,导致臭氧与污染物之间的反应速率低;另一方面是催化臭氧氧化难降解有机物的过程中产生的小悬浮物,影响了后续工艺处理效率。
臭氧催化剂常用过渡金属氧化物为活性组分,氧化钛、氧化铁、氧化铝等常被用于臭氧氧化。其中二氧化钛是一种n型半导体材料,因其成本低、催化氧化能力好,已成为现今应用最广的催化剂之一。但在非均相催化中,由于金属催化剂的天然聚集倾向,负载型金属催化剂暴露的金属位点数量较少,传质效率慢,从而降低了催化臭氧氧化反应中的催化活性。陶瓷催化膜通过将催化剂负载在陶瓷膜上,不仅有效解决了催化剂回收困难及团聚的问题,还实现了膜过滤和催化臭氧化的协同作用。除此之外,陶瓷催化膜的高化学稳定性和较大的比表面积,在臭氧的催化氧化中提高了污染物到达活性位点的传质速率及陶瓷催化膜的催化性能。
实现思路