基于锰氧化物浸涂的催化陶瓷膜的制备及其去除水中有机污染物的机理研究

基本信息
批准号:51378140
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:梁恒
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:瞿芳术,杜星,白朗明,余华荣,常海庆,宋必伟,张曌
关键词:
臭氧有机污染物催化陶瓷膜浸涂锰氧化物
结项摘要

The integration of oxidation and membrane is the key to coping with the polluted water by organic compounds for short drinking water purification processes. The ozone-ceramic membrane process can satisfy with the two requirements of oxidation and membrane material for its application in the integration. Then the formation of catalytic interface on ceramic membrane will be critical to the improvement of ozone-ceramic membrane process. The project involves the fabrication of catalytic ceramic membrane based on Mn oxide dip-coating method. Based on the idea of catalytic membrane fabrication-reaction mechanisms investigation-process efficiency optimization, the proposed tasks are designed as follows: (1)Optimize the fabrication procedures. (2)Illustrate the reaction mechanisms involved in adsorption, catalysis and filtration on the micro-interfaces of ceramic membrane coating. (3)Construct the short drinking water purifying process using catalytic ceramic membrane as the core unit. The proposed research will make the breakthrough on membrane fabrication method, catalytic reaction mechanisms and process effectiveness improvement, which may provide the theoretical and technical supports for the scientific application of ozone-catalytic ceramic membrane process and further development of novel membrane process for drinking water purification.

构建一种将氧化与膜耦合的短流程饮用水净化工艺可有效应对受有机污染的水源水,臭氧氧化-陶瓷膜的组合同时具备了在这一工艺中应用的氧化条件和膜材料条件,而催化界面的建立则成为了该技术效能提升的关键所在。为此,本项目拟在陶瓷膜面制备具有催化行为特性的锰氧化物涂层,以催化陶瓷膜制备-反应机制解析-工艺特性调控为主线,重点研究基于锰氧化物浸涂的催化陶瓷膜的制备方法;阐明污染物在催化陶瓷膜微界面的吸附、催化和分离等多途径反应去除机制;以催化陶瓷膜为核心单元,建立适应微污染原水的短流程净化组合工艺模式。本项目研究将在催化陶瓷膜制备方法、催化反应原理和工艺效能优化上实现重点突破,从而为臭氧-催化陶瓷膜技术的科学运用和膜法水处理新工艺的发展提供理论与技术支持。

项目摘要

为有效应对受有机污染的水源水,构建了一种将臭氧氧化与陶瓷膜耦合的短流程饮用水净化工艺。通过在陶瓷膜面制备具有催化行为特性的锰氧化物涂层,能够强化膜表面微界面催化过程,从而有效提升该技术效能;基于此,本项目制备了基于锰氧化物浸涂的催化陶瓷膜,重点研究了锰氧化物涂层材料与催化膜的制备方法,微观表征结果显示,涂层材料的制备方法对催化陶瓷膜的微观形貌及结构特性产生较大影响。进一步地,以催化陶瓷膜为核心单元,建立了适应微污染原水的短流程组合工艺模式,并进行效能优化,发现在应对膜污染时,锰氧化物涂层在一定程度上增加了膜自身阻力,但在臭氧作用下催化剂能加速膜表面污染物的分解,进一步提升污染物的透过率,从而延缓膜表面滤饼层的形成。同时,催化陶瓷膜还能强化微量污染物对氯硝基苯的去除。以组合工艺优化结果为导向,结合催化陶瓷膜微观表征结果,提出了催化膜的最优制备方法。在此基础上,阐明了污染物在催化陶瓷膜微界面的吸附、催化和分离等多途径反应去除机制。本项目研究在催化陶瓷膜制备方法、工艺效能优化和催化反应原理上实现了重点突破,研究成果可为臭氧-催化陶瓷膜技术的科学运用和膜法水处理新工艺的发展提供理论与技术支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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