[发明专利]一种选择性去除污染物的电化学膜组件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种选择性去除污染物的电化学膜组件及其制备方法，属于膜分离技术领域。本发明通过浸涂法在Ti/SnO₂‑Sb基底电极上涂覆分子印迹型TiO₂溶胶‑凝胶后烧结得分子印迹型Ti/MI‑TiO₂/SnO₂‑Sb涂层电极，再用环氧树脂胶将该涂层电极贴合于陶瓷微滤膜得到Ti/MI‑TiO₂/SnO₂‑Sb分子印迹阳极复合导电膜，然后采用分子印迹阳极复合导电膜作为阳极，钛网作为阴极，得到了具有选择性去除污染物的电化学膜组件，该电化学膜组件可以实现电化学微滤膜与分子印迹技术的有效耦合，将该电化学膜组件用于膜反应器中并在连续流模式下操作运行时，不仅可以实现污水中悬浮颗粒和难降解有机物的去除，而且还能实现对某类难降解污染物的高选择性去除。

技术领域

本发明涉及一种电化学膜组件及其制备方法，具体涉及一种选择性去除污染物的电化学膜组件及其制备方法，属于膜分离技术领域。

背景技术

随着药物、抗生素、抗菌剂等化合物的广泛应用，它们都将通过各种途径进入自然水体中。尽管这些新兴污染物的浓度较低(在ng～μg之间)，但是这些微污染物一般具有高毒性、难生物降解、致病甚至致畸性等特点。而这些高毒性的微污染物通常与一些低毒性、浓度极高的易生物降解有机物共同存在。

电化学高级氧化法是一种新兴的污水处理技术，能有效去除污水中难降解污染物。通过外加电场，可以原位生成氧化剂物种(如羟基自由基、H₂O₂等)，从而降解水体中的难降解有机污染物。电化学与膜分离的耦合技术已经被大量证明能有效地去除难降解有机物。但由于电化学氧化技术产生的一般为无选择性的强氧化剂(如HO·等)，导致电化学膜分离技术难以做到选择性去除水体中某种或某类污染物。如何实现水体中某种或某类难降解有机物的优先去除是目前亟待研究和实践的重点。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种选择性去除污染物的电化学膜组件及其制备方法，该电化学膜组件可以实现电化学微滤膜与分子印迹技术的有效耦合，将该电化学膜组件用于膜反应器中并在连续流模式下操作运行时，不仅可以实现污水中悬浮颗粒和难降解有机物的去除，而且还能实现对某类难降解污染物的高选择性去除。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种选择性去除污染物的电化学膜组件，包括膜框、分子印迹阳极复合膜、钛网，所述膜框上设有与膜框内腔相通的抽吸口，所述膜框内腔内设有钛网作为阴极，所述膜框外两侧均设有分子印迹阳极复合膜，分子印迹阳极复合膜包括 Ti-SnO₂-Sb基体电极和陶瓷微滤膜，其中，基体电极面对膜框内腔设置，基体电极上涂覆有分子印迹型TiO₂溶胶-凝胶涂层。

上述电化学膜组件的制备方法，步骤为：

(1)将Ti-SnO₂-Sb基体电极浸入分子印迹型TiO₂溶胶-凝胶中，取出后灼烧得到表面涂覆有TiO₂溶胶-凝胶涂层的涂层电极，然后采用环氧树脂将上述涂层电极贴合于陶瓷微滤膜表面即得分子印迹阳极复合膜；

(2)将钛网作为阴极垂直置于膜框中，取步骤(1)所得两片分子印迹阳极复合膜正对阴极贴合于膜框外两侧，其中，基体电极面对膜框内腔设置。

优选地，所述Ti-SnO₂-Sb基体电极的制备方法为：配置Sn：Sb为9：1的溶胶-凝胶，然后将其涂覆在孔径为100μm，厚度为200μm的钛网上，烧结得到Ti/SnO₂-Sb基底电极。