[发明专利]一种轻质污水处理材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理材料的制备方法，特别涉及一种通孔轻质污水处理材料的制备方法。 

背景技术

上世纪的工业发展，人口剧增。造成目前环境的急剧恶化。进入21世纪，人类面临着诸多危机，水资源短缺是人类面临的最大危机。水资源紧缺加剧，水污染问题日益严重不断地威胁着人类。为了解决这一危机，各国科学家纷纷寻找有效的方法和途径来获取纯净的水资源。海水淡化和污水处理再利用是两个有效的方法。 

目前已有许多国家通过海水淡化技术获得了纯净的饮用水和生活用水。从而部分解决了水资源危机。但是若不解决水污染问题，随着水污染加剧，终究有一天海水也会被污染。那时人类将不会再看到浩瀚的大海，生存受到威胁，游泳将成为人类最美好的回忆。所以，解决水污染问题是关键，是治标之本。寻找一种有效的水处理技术已成为当今科学家们研究的热门课题。用于处理废水的方法有很多种，主要有活性炭处理法、曝气法、厌氧生物处理法、膜法、化学氧化处理法和光催化氧化处理法等。光催化氧化法是一个具有广泛发展前途的新方法，对它的研究具有深远的意义。 

目前，传统的水处理方法，如吸附法、混凝法、活性污泥法等。但在实际处理这些难降解有机污染物时均存在着一定的困难，处理效果尚不理想。因此，寻求一种经济、有效的方法以降解这些污染物，成为各国环境科学工作者高度重视的研究课题。TiO₂光催化降解有望成为解决该难题的方法之一。 

TiO₂具有抗化学和光腐蚀、性质稳定、无毒、催化活性高、价廉等优点。利用半导体催化剂进行有机物氧化是高级氧化技术的一种，它对环境污染问题中突出的毒性大、难生物降解的烃类、卤代芳烃、染料、农药、油类等物质具有很好的氧化分解作用。此外，由于光催化反应具有反应条件温和、设备简单、二次污染小、易于操作控制、对低浓度污染物具有很好的去除效果等优点，是目前光化学方法用于污染控制的诸多研究中最活跃的领域，受到广泛的关注。在最近的10年中，水和废水中有毒有害污染物(包括有机氯化物及含氮有机化合物)的光催化降解技术己作为一种深度强化处理技术而得到研究。研究表明，利用TiO₂进行光催化氧化处理，可有效地将大多数有机氯化物及多种杀虫剂、除锈剂、表面活性剂、致色基团等彻底氧化为CO₂、HCl和水等无毒产物。 

在污水处理中，主要是将废水通过装有吸附剂的设备，废水中的一些有害离子与吸附剂的其他离子或基团交换而留在吸附剂上从而被除去，吸附剂则通过再生来恢复交换能力。目前应用比较多的为无机类吸附剂。无机类吸附剂主要有氧化锆、粉煤灰、氢氧化铝、天然沸石、改性分子筛、活性氧化镁、蛇纹石、活性氧化铝、羟基磷灰石，载铝离子、铝土矿、聚合铝盐、活化铝，二氧化钛、硅胶负载_二氧化钛等。在这些无机吸附剂中，由于二氧化钛、硅胶负载二氧化钛具有抗化学和光腐蚀、性质稳定、无毒、催化活性高、反应速度快，对有机物的降解无选择性且易使之彻底矿化、无二次污染等优点，因此用二氧化钛类吸附剂在废水处理中的应用越来越广泛。 

一般来说，一种好的载体应具备以下条件：(1)不会严重影响薄膜对光的吸收：(2)TiO₂与机体之间有较强的物理或化学键合作用，而且这种键合作用 不会消除催化活性；(3)可提供较高的比表面积；(4)对降解物有较好的吸附作用；(5)有固定的物理形状，便于最终的两相分离；(6)本身稳定性高，呈化学惰性，不会被氧化或还原。因为纳米TiO₂在光照下能催化氧化并分解有机物，故所用载体大多数为无机材料，以硅酸类为主，其次为金属、活性炭等。用各种玻璃制品做载体是光催化剂固定化的一个主要研究方向，已尝试过的有玻璃纤维，多孔玻璃珠、玻璃片、石英玻璃和钠钙玻璃等(李志军，王红英.纳米二氧化钛的性质及应用进展[J].牙膏工业，2006，3：48-51；席北斗.负载刮催化剂氧化五氯苯酚钠的效果[J].环境科学，2001，22(1)：4；古政荣，陈爱平，戴智铭，等.活性炭-纳米TiO₂复合光催化剂空气净化网的研究[J].华东理工大学学报，2000，26(4)：367；江力文.负载型TiO₂固定相光催化固定化技术研究[J].工业水处理，2000，20(9)：8)。由于各种玻璃载体的组成、结硅胶由于吸附性好，一直是各种催化剂负载的主要载体。