[发明专利]一种臭氧催化功能陶瓷膜及其制备方法和循环涂覆装置

摘要

一种臭氧催化功能陶瓷膜及其制备方法和循环涂覆装置，涉及膜材料制备技术领域。为了解决现有的陶瓷膜存在陶瓷膜的臭氧催化效能低、不能实现膜过滤与臭氧催化功能的集成，无法有效缓解膜污染等问题。以管式陶瓷膜为载体，通过浸渍法负载单组分或多组分金属氧化物，然后制备锰氧化物浸浆涂膜液，通过逐层浸浆涂膜的方法在膜面制备催化涂层。旨在构建立体多级催化体，同时提升陶瓷膜分离层和支撑层的催化效能，使臭氧催化作用渗透到整个陶瓷膜内部，充分发挥整体的催化作用。与其他金属氧化物相比，锰系氧化物具有较好的吸附和臭氧催化能力，在提升臭氧催化能力的同时，有效缓解膜污染，实现污染物吸附、臭氧催化氧化和膜分离等多功能的集成。

主权项

一种臭氧催化功能陶瓷膜的制备方法，其特征在于，所述方法的实现过程为：步骤一、制备金属负载陶瓷膜基体1)配置一定浓度的单组分或多组分金属硝酸盐水溶液；2)在室温条件下，将管式陶瓷膜浸入金属硝酸盐水溶液中浸渍3～4h，并在恒温摇床中摇动，以保证足够的注入和吸附；3)取出后，在25℃温度下干燥10～12h，干燥方式为晾干或用氮气吹干；4)然后在85℃温度下烘干10～12h；5)在500‑600℃温度下高温焙烧1～2h；步骤二、制备锰氧化物浸浆涂膜液取适量二氧化锰，消散于10‑4mol/L的硝酸钾溶液中，水浴超声30min，所得锰氧化物浸浆涂膜液冷藏备用；或通过高锰酸钾与氯化锰等当量反应生成二氧化锰，在2500r/min条件下离心30min，用离心的方式将二氧化锰从溶液中分离出来，然后将二氧化锰消散于10‑4mol/L的硝酸钾溶液中，水浴超声30min，所得锰氧化物浸浆涂膜液冷藏备用；或通过高锰酸钾与硫代硫酸钠等当量反应生成水合二氧化锰胶体溶液，该溶液作为锰氧化物浸浆涂膜液冷藏备用；步骤三、制备锰氧化物催化层1)以静态或循环涂覆的方法使金属负载陶瓷膜基体通道内壁浸入0.2％的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液，浸渍或涂覆10～20min；2)用0.01mol/L的氢氧化钠溶液冲洗金属负载陶瓷膜基体内壁10～20s；3)将金属负载陶瓷膜基体通道内壁浸入或循环涂覆步骤二制得的锰氧化物浸浆涂膜液，浸渍或涂覆10～20min；4)重复步骤2)；至此得到一层锰氧化物催化层；5)重复步骤1)～4)，可制得多层锰氧化物催化层；6)达到所需层数后，将陶瓷膜在25℃温度下干燥10～12h；7)在500‑600℃温度下高温焙烧1～2h；所述陶瓷膜包括作为支撑体的金属负载陶瓷膜基体(A)和作为分离层的锰氧化物催化层(B)，金属负载陶瓷膜基体(A)由管式陶瓷膜制成，金属负载陶瓷膜基体(A)的每个通道内壁上附着有一层或多层锰氧化物催化层(B)。