【摘 要】
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由于日益发展的城市化和工业化,大量污水的排放引起全球对清洁水不足的担忧。膜分离技术在污水处理方面具有优异的性能,然而传统的膜分离存在膜污染等缺点从而影响处理性能。光催化技术是一种高效去除污染物的高级氧化技术,当膜分离和光催化技术相结合后,膜分离截留污染物的同时光催化降解污染物,二者的协同作用可以缓解膜污染。本论文通过将光催化剂及光芬顿催化剂与陶瓷膜相结合,应用于处理污水,具体研究内容如下:（1）T
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由于日益发展的城市化和工业化,大量污水的排放引起全球对清洁水不足的担忧。膜分离技术在污水处理方面具有优异的性能,然而传统的膜分离存在膜污染等缺点从而影响处理性能。光催化技术是一种高效去除污染物的高级氧化技术,当膜分离和光催化技术相结合后,膜分离截留污染物的同时光催化降解污染物,二者的协同作用可以缓解膜污染。本论文通过将光催化剂及光芬顿催化剂与陶瓷膜相结合,应用于处理污水,具体研究内容如下:（1）TiO2基光催化剂的制备及其性能研究通过超临界纯热法制备了具有优异性能的Bi2O3/TiO2催化剂。制备的催化剂可见光吸收得到了改善,同时降低了光生电子与空穴的复合速率。其良好的光催化性能可以很好地降解Rh B污染物。同时通过溶胶凝胶法制备了Fe2O3/TiO2复合催化剂。制备的催化剂纳米粒子具有分布均匀且尺寸较小的优点,在可见光下有良好的吸收。催化剂在可见光和双氧水条件下可以发生光催化芬顿协同效应,在此协同作用下RhB的去除率进一步提高。（2）Bi2O3/TiO2光催化陶瓷膜的制备及其抗污性能的研究通过超临界醇热法一步制备了Bi2O3/TiO2光催化陶瓷膜,该复合膜不仅表面均匀分布光催化剂,同时孔道内也分布一定量的光催化剂,进一步提高了对污染物的去除性能。在对腐殖酸溶液的过滤处理实验中,可以发现和单一未负载催化剂的陶瓷膜相比,在无光照条件下负载催化剂的复合膜对污染物的去除率均明显高于初始膜,在光照条件下Bi2O3/TiO2光催化陶瓷膜的去除污染物性能更佳,此外选择合适的催化剂负载量可以进一步提高复合膜性能。同时该复合膜自清洁性能以及重复使用性能均保持较高水平,可应用于长期污水处理中。（3）Fe2O3/TiO2光芬顿陶瓷膜的制备及其抗污性能的研究通过凝胶浸涂法将含有不同Fe/Ti摩尔比的Fe2O3/TiO2前驱体凝胶浸涂于陶瓷膜表面。随后将陶瓷膜在一定温度下煅烧,可获得表面均匀负载Fe2O3/TiO2光催化剂的复合陶瓷膜。以BSA作为污染物溶液对复合膜进行性能测试,结果表明Fe2O3/TiO2光芬顿陶复合膜在光照和双氧水条件下具有良好的抗污染性能。膜分离技术与非均相光芬顿技术相结合提高了光芬顿陶瓷膜对污染物的去除率,提高了膜的使用寿命。
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