[发明专利]一种具有水质净化功能的光催化复合过滤片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有水质净化功能的光催化复合过滤片的制备方法和一种具有水质净化功能的光催化复合过滤片，用若干分隔片将模具分隔成独立单元，每个单元中均按照两层三聚氰胺与玻璃釉粉混合料中间夹着一层石英砂与玻璃釉粉混合料方式装填，模具置于真空热压炉内，在温度为550±10℃、压力为4.5~5MPa、真空度为10~15Pa条件下保温保压120min，随炉冷却后即可获得多个复合滤片。所制备的复合滤片具有光催化降解和过滤吸附一体化功能，同时还具有优良的透水性、抗腐蚀和抗冲蚀性能，适用于高浓度污水的净化处理。

技术领域

本发明涉及一种具有水质净化功能的光催化复合过滤片和一种具有水质净化功能的光催化复合过滤片的制备方法，属于复合材料成形技术领域。

背景技术

人类工业化进程的不断进步为我们带来经济效益的同时也对环境造成了严重的破坏，大量工业废水和农业污水在未经处理或处理不彻底时便排入河流、湖泊和海洋中，这些污水具有污染种类多、成分复杂、可生化性差等特点。由于大量污染物的物理化学性质稳定，采用普通的化学或生物处理方法较难在短时间内降解去除，因此处理效率低。由于这类难降解有机物的存在，使得水体容易出现浑浊、发黑发臭等现象，对人民的生产生活安全用水带来严重的威胁。尤其我国作为发展中国家，针对污水的高效处理对我国的生态环境和经济的可持续性发展有着至关重要的作用。

目前用于此类污水处理的新技术、新工艺和新材料层出不穷，如膜萃取法、超声波降解法、光催化氧化法等。近年来半导体光催化剂技术日益成为环境净化的研究热点，光催化材料在一定的光照条件下可以将各类有机污染物进行分解、转化和矿化，被认为是解决环境污染问题的一条有效途径。纳米TiO₂和g-C₃N₄光催化剂材料是目前研究比较多的半导体光催化剂，它们具有 适中的能带电位、较高化学稳定性和光电转换效率，同时还具有低成本和无毒无害等优点。在紫外光的照射下，这类光催化剂可将水体中难降解的有机物矿化成CO₂和H₂O。目前纳米光催化剂材料主要的利用形式有纳米粉体催化剂法和表面负载法，其中纳米粉体催化剂法在实施过程中对纳米光催化剂粉末的回收、分离及重复利用非常困难，而负载法是将纳米光催化剂粉末固定于某一载体上来制备负载型光催化材料，这种材料在水处理中液固分离较为容易，重复使用较为方便，可以用于表面负载的载体种类也较多。

在对污水的光催化处理过程中，除了催化剂的活性会直接影响到水质净化效果外，载体的过流形式、载体的比表面积、载体表面辐照强度、污水在光催化反应区的水力停留时间等均会对净化效果有较大影响。目前光催化反应器的载体形式主要有薄膜负载型、多孔渗滤型、散粒型等，其中多孔渗滤型负载方式因其具有较大的反应面积和吸附效率，使用效果优于其他形式。但由于多孔载体的透水率、力学性能、催化剂在其表面的附着强度、受光性能等问题限制了其广泛应用。因此，研发和制备一种具有透水和净化一体化的多孔净污材料，对于提升高浓度污水处理技术水平具有较好的实际意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种具有水质净化功能的光催化复合过滤片和一种具有水质净化功能的光催化复合过滤片的制备方法，所制备的光催化复合过滤片具有结构强度高、透水性好、比表面积大、水质净化效果好、抗水力冲蚀性能好的优点，适用于小型净水仪器，对高浓度污废水进行过滤吸附、光催化降解和消毒一体化处理。

为达到上述目的，本发明提供一种具有水质净化功能的光催化复合过滤片的制备方法，包括以下步骤：

（1）石英砂在水中浸泡后水洗两次，沥干石英砂后放入NaOH溶液中搅拌浸泡，然后沥干石英砂放入烘箱中烘干备用；

（2）将三聚氰胺和玻璃釉粉混合后放入球磨机中均匀混合形成混合粉料一，并过筛备用；

（3）将石英砂、玻璃釉粉和水放入搅拌器内均匀混合形成混合粉料二，取出备用；