[发明专利]一种Fe/N-biochar内部改性管式陶瓷膜的制备方法及装置

权利要求书

1.一种Fe/N-biochar内部改性管式陶瓷膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备Fe/N-biochar悬浊液，过程如下：

S1.1、将六水合三氯化铁、木屑和二氰二胺置入去离子水中，混合水浴加热升温至水分完全蒸发变成干燥粉末；

S1.2、将所述干燥粉末升温至750℃-850℃并保温1-2小时，降至室温后精细研磨制成Fe/N-biochar粉末，其中Fe和N负载于biochar上；

S1.3、将Fe/N-biochar粉末置入去离子水中，施加超声，制备Fe/N-biochar悬浊液；

S2、使所述Fe/N-biochar悬浊液滤至陶瓷膜内表面，得到负载Fe/N-biochar的管式陶瓷膜；

S3、将负载Fe/N-biochar的管式陶瓷膜干燥得到Fe/N-biochar改性的管式陶瓷膜，然后加热升温至350℃-450℃保温1-2h，冷却至室温，制得Fe/N-biochar内部改性管式陶瓷膜。

2.根据权利要求1所述Fe/N-biochar内部改性管式陶瓷膜的制备方法，其特征在于，所述S1.1，六水合三氯化铁、木屑和二氰二胺的重量比为(0.5～2)：4：8。

3.根据权利要求1或2所述Fe/N-biochar内部改性管式陶瓷膜的制备方法，其特征在于，所述S1.1，先将六水合三氯化铁与完全溶解于去离子水中，然后加入木屑，其间一直保持300rpm-500rpm的速度搅拌，之后升温至80℃蒸发水分；所述S1.2，升温速率为5℃-10℃每分钟，得到的Fe/N-biochar粉末粒径为1200-1500nm。

4.根据权利要求1或2所述Fe/N-biochar内部改性管式陶瓷膜的制备方法，其特征在于，所述S1.3，先施加超声，制备浓度为1-2g/L的高浓度Fe/N-biochar悬浊液，然后通过离心、稀释，制备浓度为100-200mg/L的低浓度Fe/N-biochar悬浊液备用。

5.根据权利要求1所述Fe/N-biochar内部改性管式陶瓷膜的制备方法，其特征在于，所述S2，通过蠕动泵保持完全恒压过滤Fe/N-biochar悬浊液使其均匀负载于陶瓷膜上。

6.根据权利要求1所述Fe/N-biochar内部改性管式陶瓷膜的制备方法，其特征在于，所述S2，方法如下：

S2.1、将Fe/N-biochar悬浊液转移至位于磁力搅拌器上的烧杯中，并在Fe/N-biochar悬浊液中放入转子；

S2.2、保持转子的转动状态，将Fe/N-biochar悬浊液经由蠕动泵抽吸至陶瓷膜内表面，并在压力作用下由陶瓷膜内部过滤至废液缸中；

S2.3、废液缸中的液体由电子天平秤重，并连接到电脑上记录数据。

7.根据权利要求1所述Fe/N-biochar内部改性管式陶瓷膜的制备方法，其特征在于，所述S3，先将已负载Fe/N-biochar的管式陶瓷膜在室温下干燥4-8小时，再转移至烘箱中30-40℃干燥12-36h，得到Fe/N-biochar改性的管式陶瓷膜。

8.根据权利要求1所述Fe/N-biochar内部改性管式陶瓷膜的制备方法，其特征在于，所述S3，升温速率为5-10℃每分钟。

9.一种实现权利要求1所述Fe/N-biochar内部改性管式陶瓷膜的制备方法的装置，其特征在于，包括：

磁力搅拌器(1)、烧杯(2)、转子(3)和蠕动泵(4)；所述烧杯(2)置于所述磁力搅拌器(1)上，所述转子(3)置入所述烧杯(2)中，所述蠕动泵(4)将所述烧杯(2)中的Fe/N-biochar悬浊液抽吸至陶瓷膜(5)内表面。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

Fe/N-biochar悬浊液配制装置，配制所述Fe/N-biochar悬浊液；

干燥与煅烧装置，将所述负载Fe/N-biochar的管式陶瓷膜干燥并煅烧，制得Fe/N-biochar内部改性管式陶瓷膜。