[发明专利]一种污水处理用压电泡沫陶瓷过滤器的制备方法

说明书

本发明公开了一种污水处理用压电泡沫陶瓷过滤器的制备方法，其是由聚氨酯海绵为模板，粘附陶瓷浆料后烧结成型的过滤片，聚氨酯海绵在烧结时挥发，烧成后形成多孔状陶瓷。一方面，通过振动防止固体污染物沉积在多孔泡沫陶瓷过滤器表面堵塞其孔隙，增强其过滤效率；另一方面，使用压电陶瓷作为多孔泡沫陶瓷的主体材料，通过振动产生原位压电化学反应降解有机污染物。本发明在于集合并提高过滤、降解效率，在废水处理领域有广阔的应用前景。并且制备工艺简单，可重复利用，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种污水处理用压电泡沫陶瓷过滤器的制备方法。

背景技术

在工业废水中存在着大量的有色有机化合物，这些有机物在水中的含量高、成分复杂、色度深、水质变化大，可能导致严重的水体污染和健康问题。并且，随着化工行业的发展，各种抗氧化、抗光解、耐酸碱腐蚀和抗微生物降解的新型染料被陆续生产出来，导致印染废水的处理难度和处理成本被大大提高。

目前，国内外处理工业废水中的有色有机物的方法主要分为三类，物理、化学和生物处理方法。一些去除有色有机化合物常用的物理方法如活性炭吸附、超滤、反渗透、化学絮凝、离子交换等等都没有对有机物分子进行降解，它们只是一种对污染物的富集过程，因此还会产生二次污染，结果仍需要耗费大量资金进一步再生吸附剂和固体废物进行后续处理。化学法所使用的催化材料只能使用一次，不能循环使用，导致处理成本较高。而生物学方法的适用范围较小，因为现代染料的稳定性较高且大多数工业染料含有具有生物毒性的化合物，导致生物降解方法的处理效果和速率并不理想。

泡沫陶瓷是多孔材料的一种，它具备三维立体网状结构和高孔隙率特征。由于泡沫陶瓷的这种特殊结构，使其具有密度小、气孔率高、比强度高、抗热振性好、耐高温等优点。因此泡沫陶瓷被广泛应用于气体液体过滤、净化分离、化工催化、吸声减震、高级保温材料、生物植入材料及特种强体材料和传感器等多方面。

压电材料可以将机械能转化为电能，通过原位压电化学反应过程来降解有害污染物。一些典型的压电材料。如BaTiO₃、Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃和ZnO已经被证明是在机械振动驱动力下分解H₂O或降解有机污染物的有效压电催化剂(Enhancement effect in thepiezoelectric degradation of organic pollutants by piezo-Fentonprocess.Journal of Chemical TechnologyBiotechnology,2017 92(1):152-156)。

本发明将0.94K_0.5Na_0.5NbO₃-0.06LiNbO₃压电材料制成压电泡沫陶瓷，KNLN压电材料组分处在相界处，压电活性最高。一方面，通过振动防止泡沫陶瓷过滤的固体沉积在陶瓷表面堵塞泡沫陶瓷孔隙，增强其过滤效率。另一方面，使用压电陶瓷作为泡沫陶瓷的主体材料，通过振动产生原位压电化学反应降解有害污染物。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种污水处理用压电泡沫陶瓷过滤器的制备方法，通过将KNLN基陶瓷的压电性能和泡沫陶瓷的制备方法相结合，制备出KNLN基泡沫陶瓷并集成压电振动系统，从而获得具有高过滤效率并具有降解污染物功能的压电泡沫陶瓷过滤器。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种污水处理用压电泡沫陶瓷过滤器的制备方法，所述方法包括以下步骤，

1)、称量Na₂CO₃、K₂CO₃、Nb₂O₅、Li₂CO₃摩尔比为1.01：1.01：2：(0.05～0.15)用于合成KNLN；