[发明专利]一种用于水处理的光芬顿陶瓷膜的制备方法、装置与使用方法

权利要求书

1.一种用于水处理的光芬顿陶瓷膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、预处理：采用蒸馏水：无水乙醇：丙酮的混合溶液将平板式陶瓷膜超声洗涤1~ 4 h，而后用蒸馏水洗净后于60~ 120 ℃烘干，冷却后干燥待用；蒸馏水︰无水乙醇：丙酮的体积比为1: 1: 1；

b、配制纳米光芬顿催化剂分散悬浊液：将光芬顿催化剂纳米粉末加入至溶剂中，100～2000 W超声分散5 ~ 180min，配制成悬浊液；所述的光芬顿催化剂纳米粉末为α-Fe₂O₃、氢化处理后的α-Fe₂O₃、FeOCl或铁基MOF材料；所述的溶剂为水、无水乙醇、异丙醇、丙酮或乙醚；悬浊液的浓度为0.1～2 g/L；

c、喷涂成膜：将步骤b得到的纳米光芬顿催化剂悬浊液装入喷墨打印式喷涂成膜装置的喷头中，通过压缩空气将催化剂悬浊液喷涂于步骤a处理后的陶瓷膜上；按照“一”或“Z”字的程序喷涂纳米光芬顿催化剂悬浊液，喷涂层数为1～100 层；陶瓷膜的向阳面喷涂氢化处理后的α-Fe₂O₃或铁基MOF的悬浊液；背阳面喷涂α-Fe₂O₃或FeOCl的悬浊液；

d、低温烧结：将步骤c喷涂好的陶瓷膜，置于瓷舟上，放入马弗炉，以0.5~5 ℃/min的升温速度由室温升温至20～600 ℃，恒温保持0.5～5 h，再以0.5～5 ℃/min的速度降温至室温后，即可得到光芬顿催化剂负载的光芬顿陶瓷膜。

2.如权利要求1所述的用于水处理的光芬顿陶瓷膜的制备方法，其特征在于：步骤a中洗涤时间为2 h，洗涤完成后于80～120℃烘干。

3.如权利要求2所述的用于水处理的光芬顿陶瓷膜的制备方法，其特征在于：步骤a中洗涤完成后于80℃烘干。

4.如权利要求1所述的用于水处理的光芬顿陶瓷膜的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述悬浊液的浓度为1～2 g/L。

5.如权利要求1所述的用于水处理的光芬顿陶瓷膜的制备方法，其特征在于：步骤b中，500～1000 W超声分散时间为60 min。

6.如权利要求1所述的用于水处理的光芬顿陶瓷膜的制备方法，其特征在于：步骤d中，以0.5~3 ℃/min的升温速度由室温升温至100 ~ 300 ℃，恒温保持2 h，再以0.5~3 ℃/min的速度降温至室温。

7.如权利要求6所述的用于水处理的光芬顿陶瓷膜的制备方法，其特征在于：步骤d中，以1 ℃/min的升温速度由室温升温至200 ℃，恒温保持2 h，再以1℃/min的速度降温至室温。

8.如权利要求1所述的用于水处理的光芬顿陶瓷膜的制备方法，其特征在于：

步骤c中，喷涂层数为1～10层；用环氧树脂胶水将塑料膜组件粘结在步骤d制备好的光芬顿陶瓷膜的两侧，以方便后续安装。

9.权利要求1～8任一项所述方法制备得到的用于水处理的光芬顿陶瓷膜。

10.采用权利要求9所述光芬顿陶瓷膜进行水处理的装置，由至少一个处理单元组成，其特征在于：每个处理单元包括依次联通的废水槽、陶瓷膜反应器、透过液槽；所述废水槽和陶瓷膜反应器之间设置有气液混合泵，用于将空气与废水混合后泵入陶瓷膜反应器；还包括与气液混合泵联通的H₂O₂液槽，用于在空气与废水混合的过程中将H₂O₂流经气液混合泵一并混合；所述陶瓷膜反应器中设置有光芬顿陶瓷膜组件，光芬顿陶瓷膜组件包括至少一片光芬顿陶瓷膜。

11.如权利要求10所述的采用光芬顿陶瓷膜进行水处理的装置，其特征在于：陶瓷膜组件与陶瓷膜反应器水平面倾斜角为5~90 度，光芬顿陶瓷膜的向阳面朝上。