[发明专利]一种用于臭氧催化氧化废水处理的膜组件及其制备方法

权利要求书

1. 一种用于臭氧催化氧化废水处理的膜组件，包括依次相连的纯氧源仓、臭氧发生器和膜元件反应器，膜元件反应器内设有一个膜组件，所述膜组件为硅胶材料的中空纤维膜为载体，中空纤维膜为直径0.8~2mm、 壁厚0.15~0.4mm的抗静电硅胶中空纤维膜，其特征在于：

所述载体表面涂覆臭氧催化剂、助催化剂和吸附剂共混粘结剂；

所述臭氧催化剂的成分包括羟基氧化物粉末、二茂铁和磁性氧化铁中一种或两种及以上的混合物；

所述助催化剂的成分包括钼相对应的氧化物，或者二硫化钼，或者为催化剂和助催化剂有效成分的共沉淀双层氢氧化物中的一种；

催化剂为纳米粉末，且催化剂与助催化剂的质量比为16：1~2：1；

所述吸附剂的成分为通过酸碱相应改性的400目以上椰壳或果壳活性炭粉末、羟基或羧基碳纳米管、氧化石墨烯、酸碱硅藻土以及碳化氮粉末中一种或两种及以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的用于臭氧催化氧化废水处理的膜组件，其特征在于：

所述中空纤维膜为直径0.8mm、壁厚0.15mm以及有效长度0.1~0.5m的内加长链的烷基季铵类抗静电剂和气相白炭黑的聚二甲基硅氧烷PDMS中空纤维膜。

3.根据权利要求1或2所述的用于臭氧催化氧化废水处理的膜组件，其特征在于：

催化剂与助催化剂的质量比4：1。

4.根据权利要求1或2所述的用于臭氧催化氧化废水处理的膜组件，其特征在于：

所述吸附剂相对于催化剂和助催化剂之和的质量比不超过10：1。

5.根据权利要求1或2所述的用于臭氧催化氧化废水处理的膜组件，其特征在于：

所述臭氧催化剂成分中包含的过渡金属可以是铜或铁。

6.一种使用如权利要求1所述的用于臭氧催化氧化废水处理的膜组件的制备方法，具体步骤如下，其特征在于，包括：

（1）表面改性：对硅胶有机中空纤维膜进行表面改性，将其两端封口后浸渍于2~4mol/L的氢氧化钠浓碱液中处理2~4h，取出后使用过量去离子水冲洗膜表面，直至冲洗液接近pH=7；

（2）涂覆液制备：将一定质量比的催化剂、助催化剂和吸附剂按总固含量4%~20%配比，在强搅拌下分散于去离子水中制成悬浮液，并在超声清洗剂中进一步分散10~30min，制成的涂覆液立即使用；

（3）涂覆：将硅胶有机中空纤维膜的膜丝两端封口，在摇床上浸渍于上述涂覆液中，过程持续4~12h，制成的膜丝垂直悬挂于60~80℃烘箱中干燥12~24h后，取出制成膜元件。

7.根据权利要求6所述的用于臭氧催化氧化废水处理的膜组件的制备方法，其特征在于：

所述步骤（1）中的硅胶有机中空纤维膜的表面改性还可以通过等离子体磁控溅射的方式。