[发明专利]一种光催化污水处理复合膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光催化污水处理复合膜的制备方法及其制备方法，包括以下步骤：S1.制备负载凝胶；S2.制备基膜；S3.制备光催化污水处理复合膜。其中负载凝胶内含有N掺杂纳米TiO₂，通过在TiO₂掺杂氮原子的方式，改善TiO₂的光利用率，提高其对污染物的处理效率；此外本发明还通过使用亲水改性剂的方式，改善了光催化污水处理复合膜的接触角，使得污水光催化污水处理复合膜的亲水角减小，进一步提升处理污水的效率；最后还通过多次负载的方式，增强光催化物与基膜的结合力，延长了光催化污水处理复合膜的使用寿命。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种光催化污水处理复合膜及其制备方法。

背景技术

随现代社会的发展，人类活动对自然造成的影响已经变得越来越大，尤其是指19世纪以来工业化运动的展开，人类社会向自然环境中排放的各类污水已经逐渐超过了自然环境的承受能力，自然环境本身所有的净化能力，已经远比不上人类的排放速度。

现有的污水处理技术中，传统的污水处理技术有着成本高、效率低下以及伴生的二次污染等问题难以解决，而光催化技术由于其自身所特有的操作便捷性与良好的污水处理能力，逐渐进入到了人们的视野中。TiO₂是当前最常见的半导体光催化材料之一，拥有较强的氧化还原能力，且性能稳定、成本低廉、对环境无损害，在半导体光催化方面有着广大的应用市场，但是同时TiO₂也存在着接触面积小、催化效率低与寿命不高的问题，因此急需一种方法，能够改善这种局面，制备出人们心中理想的光催化材料来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光催化污水处理复合膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种光催化污水处理复合膜的制备方法，包括以下步骤：

S1.制备负载凝胶；

S2.制备基膜；

S3.制备光催化污水处理复合膜。

进一步的，步骤S1中，所述负载凝胶的制备，包括如下步骤：

S11.制备N掺杂纳米TiO2；

S12.向二氧化锆凝胶内加入步骤S11制备的N掺杂纳米TiO2粉末和亲水改性剂，机械搅拌1.5-3h，使用超声震荡处理2-3h，混合均匀后，升温至160-180℃进行水热处理2-3h，得到负载凝胶。

进一步的，所述亲水改性剂为市售KH550型亲水改性剂或SG-Si900型亲水改性剂。

进一步的，按重量份数计，所述N掺杂纳米TiO2，二氧化锆凝胶与亲水改性剂的比例为(5-20)：(70-150)：(0.1-0.3)。

进一步的，步骤S2中，所述基膜的制备，包括如下步骤：将玻璃纤维布置于超声波清洗机内，加入异丙醇至没过玻璃纤维布，浸泡10分钟后，超声处理15分钟，之后依次使用稀盐酸与无水乙醇对玻璃纤维布进行同样操作，结束后，将清洗过的玻璃纤维布置于真空干燥箱内，干燥处理2h，干燥后即可得所述基膜。

进一步的，步骤S3中，所述光催化污水处理复合膜的制备，包括以下步骤：

S31.将步骤S2中制得的基膜，浸没由于步骤S1所制得的负载凝胶内，静置3分钟后，将基膜提起，提拉速率为5-10cm/min；

S32.将经过一次覆膜的基膜悬挂风干，直至表面凝胶干燥；

S33.重复步骤S31、S32的操作2-3次后，将覆膜完成的玻璃纤维布置于烘箱内煅烧，煅烧结束后，即可得所述光催化污水处理复合膜。