[发明专利]一种无机催化膜的制备方法和应用

说明书

一种无机催化膜的制备方法和应用，它涉及一种催化膜的制备方法和应用。本发明的目的是通过对无机膜进行催化改性，将膜分离技术与高级氧化技术相结合，解决现有方法制备的无机膜存在功能单一，去除难降解污染物效果差，抗污染性能差及现有无机膜的催化层与膜结合不牢固的问题。方法：一、配置碳化负载储备液；二、高温碳化，得到无机催化膜。一种无机催化膜与氧化剂结合处理受污染水体。使用本发明制备的无机催化膜与氧化剂结合处理受污染水体，受污染水体中污染物的去除率可达94％。本发明可获得一种无机催化膜。

技术领域

本发明涉及一种催化膜的制备方法和应用。

背景技术

随着科技进步和人类发展进程的推进，现有水源存在着不可避免的短缺和污染问题，因此，人们开始对新型水处理技术投入更多关注，其中，膜分离技术因分离效率高、处理效果好、操作方便等优点受到广泛应用。而常用分离膜中无机膜具有相比于有机膜更大的优势：如耐高温耐化学腐蚀，化学稳定性好，机械强度高，抗微生物降解能力强等，是目前广受关注的一种新型分离技术，已经被广泛应用于水处理领域。但随着当前全球工业化大背景的发展，针对越来越复杂而不易处理的水质问题，常规无机膜已无法满足当前水处理要求，且无机膜在水处理中的工业化应用一定程度上受到膜污染的制约。因此强化现有膜技术，加强水处理效果十分必要。

高级氧化也是处理受污染水体的有效技术手段之一，为提高反应效率、增强污染物的降解效果，对可以高效活化过硫酸盐、催化臭氧、过氧化氢等氧化剂的催化剂的寻找探索也在逐渐深入。而氮掺杂碳材料由于其高催化活性目前在高级氧化领域受到了广泛关注，所以考虑到将高级氧化和膜分离两大技术联合起来，利用氮掺杂碳材料对传统无机膜进行改性，得到较为稳定的无机催化膜，能够在保留膜原功能的基础上将氮掺杂碳材料优良的催化性能赋予膜，同时实现固液分离和催化氧化；膜可以即时将产物移出反应体系，促进反应向有利的方向进行，提高难降解污染物去除效果，同时高级氧化过程可通过降解污染物减轻膜的处理负荷，从而有效减缓膜污染。

发明内容

本发明的目的是通过对无机膜进行催化改性，将膜分离技术与高级氧化技术相结合，解决现有方法制备的无机膜存在功能单一，去除难降解污染物效果差，抗污染性能差及现有无机膜的催化层与膜结合不牢固的问题，而提供一种无机催化膜的制备方法和应用。

一种无机催化膜的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、配置碳化负载储备液：

首先向溶剂中加入缓冲物质，得到预备液，然后加入碳化前驱体，得到碳化负载储备液；

步骤一中所述的缓冲物质为磷酸二氢钾和磷酸氢二钾的混合物或磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的混合物；

步骤一中所述的磷酸二氢钾和磷酸氢二钾的混合物中磷酸二氢钾与磷酸氢二钾的物质的量比为1:(1～50)；

步骤一中所述的磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的混合物中磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的物质的量比为1:(1～50)；

步骤一中所述的碳化前驱体为含氮有机碳源或不含氮有机碳源；

步骤一中所述的碳化负载储备液中碳化前驱体的浓度为0.1g/L～50g/L；

步骤一中所述的碳化前驱体与缓冲物质的摩尔比为1:(0.1～20)；

二、高温碳化：

将无机膜浸没在碳化负载储备液中15h～24h，取出干燥后放入高温管式气氛炉中，在气体氛围下高温煅烧，得到无机催化膜；

步骤二中所述的干燥为在温度-40℃～-60℃下冷冻干燥，干燥时间为24h～72h。

一种无机催化膜与氧化剂结合处理受污染水体；所述受污染水体中污染物为食品添加剂、有机合成原料、药品、农药和染料中的任意一种或其中几种以任意比的组合。