在日常生活生产和生产过程中排放大量的有机废水,导致微生物大量繁殖,急需要一种新型高效环保的污水处理技术处理污水。电催化膜技术将膜分离和电催化氧化技术有效的结合在一起,具有更高效节能、无二次污染和连续处理的优势,不仅提高了微生物的去除效率,而且节能环保,为污水处理提供了一种新型的技术和方法,并且受到广泛关注。本课题首先采用简单的电还原-水热氧化法,以炭膜为基膜,在电场作用下,首先在阴极将Sn2+和Bi3+吸附并在膜表面被还原为金属Sn和Bi,然后通过水热氧化过程制备出Bi掺杂SnO2电催化膜(Bi-SnO2/CM),并采用SEM、XRD、LSV、CV和EIS等表征手段对电催化膜的组成结构及电性能进行分析。研究结果表明,Bi-SnO2通过C-O化学键与炭膜紧密结合,提高了电催化膜的活性位点,使电催化膜对大肠杆菌表现出优异的去除性能。当Bi:Sn摩尔比0.15,电还原时间60 min,电流0.2 mA时,制得的电催化膜性能最佳,其析氧电势达到1.74 V,电化学腐蚀时间可以达到44.5 h。然后又研究了电催化膜对大肠杆菌的去除性能和工艺条件。通过改变电催化膜处理大肠杆菌水溶液的时间、流速、电压等条件进行单因素实验。同时,通过添加捕捉剂研究了电催化氧化作用的主要氧化基团。实验结果表明,由于膜分离和电催化的协同作用,在电源电压4V,流速1.4 mL/min,大肠杆菌初始浓度1.0×104 CFU/mL的条件下,灭菌效率可达99.99%以上。此外,发现由Bi-SnO2/CM产生的·OH自由基的氧化基团对杀菌性能起着至关重要的作用。最后用电催化膜处理天然河水,探讨电催化膜对天然河水中微生物的去除效果。电催化膜对菌落总数的去除率为95.6%,说明电催化膜对河水中的微生物仍具有较好的除菌效果。综上所述,本课题以炭膜作为基膜,经过电还原-水热氧化法制备出Bi-SnO2/CM,并用来处理水中的微生物,得到去除微生物的工艺条件,又通过探讨灭活机理,得到提高析氧电势确实可以提高电催化膜的灭活效率。该研究提供了一种低成本,高活性和稳定的电催化膜,可用于连续微生物灭活,在水处理方面具有很大的潜力,有利于电催化膜处理水中微生物的大规模应用。