论文部分内容阅读
二氧化钛(TiO2)是一种宽禁带半导体材料,具有优良的光催化性能。纳米Ti02是一种新型的无机功能材料。其粒径在1~100nm之间,具有粒径小、比表面积大、表面活性高、分散性好等特点。由于其小尺寸和量子效应,表现出超强的化学稳定性、高的折射率、优越的光催化以及良好的生物相容性,使其在环境、材料、能源、医疗和卫生领域有着广阔的应用前景。纳米TiO2能使微生物、细菌等氧化分解成CO2和H2O,起到灭菌、除臭、防污、自洁的作用。特别是改性后的纳米二氧化钛,在可见光下,就具有优良的光催化性能。改性纳米TiO2/Al2O3多孔滤膜将光催化技术和膜分离技术很好的结合在一起,利用膜分离截留废水中的有机物、重金属等物质,再利用光催化消除水中有机残留物,材料具备自净功能。改性纳米TiO2/Al2O3多孔滤膜结合了纳滤膜操作压力低、对二价和高价离子具有较高的选择性,较好的压密性、较强的抗污染能力。α—Al2O3陶瓷膜耐高温、化学稳定性好、机械强度大、分离效率高。该复合膜弥补了粉末状的纳米TiO2直接应用易团聚、易失活的不足。结果表明,以α—Al2O3为骨料、活性炭颗粒为成孔剂,硬脂酸镁为脱模剂,采用挤压成型法制备无机陶瓷微滤膜支撑体,经过分析确定了多孔陶瓷支撑体及其微滤膜的最优方案为:成孔剂添加量7%、脱模剂添加量5%、150°C烘烤2-3h,烧结温度1380°C、升温曲线60°C/h,保温时间60min。本文中改性纳米TiO2溶胶的制作方法:室温下,分别配制冰醋酸、酞酸丁酯和硝酸的乙醇溶液。两种溶液迅速混匀,加蒸馏水,在电炉上沸腾5min。改性纳米TiO2/Al2O3多孔滤膜复合的最佳工艺条件为:鉴于Al2O3与SiO2自身相互胶溶作用,选择硅溶胶进行初次镀膜。以SiO2/Al2O3无机复合超滤膜为支撑层,在其上复合改性纳米TiO2溶胶,分别采用浸涂法和界面聚合法制备了平均孔径在2-7nm范围内的纳米TiO2功能层。在对含甲基橙废水和大肠杆菌配置溶液的过滤实验中,表明改性纳米TiO2/Al2O3多孔滤膜分离体系对甲基橙的截留率可达80%,大肠杆菌的截留率可达100%。并且该膜具有极强的抗污染能力。该复合多孔滤膜具有生产工艺简单,成本低廉,去除效率高的优点,是一种很好的环境友好材料。