新型光催化氧化降解有机物/还原重金属离子耦合纳滤膜体系的构建及其自洁净机理研究

工业废水和地表水中通常同时含有机物和重金属离子，利用膜技术处理时由于有机物与重金属离子间的复杂作用而导致膜分离性能的下降。探索简单、环保和高效的膜表面抗污染自洁净新方法具有重要的意义。.本项目利用不饱和多金属氧酸盐(POMs)与Ti(OC4H9)4制备了POMs/TiO2溶胶，然后利用化学吸附法将POMs/TiO2固定在丙烯酸表面接枝的PEK-C超滤膜表面，制备了POMs/TiO2/PEK-C光催化抗污染自洁净纳滤膜。研究了有机物和重金属离子在膜表面的相互作用及污染机理；POMs的结构特点和含量对POMs/TiO2体系的光催化效率和光谱响应范围的影响；POMs/TiO2空间结构、光致膜表面有机物降解和重金属离子还原的耦合机理与膜表面抗污染自洁净性能的关系。.期望本研究成果为膜技术在电镀、矿山和颜料生产等过程产生的废水以及地表水的净化、废水中重金属离子的资源化提供理论上的指导和数据上的支撑。

废水中通常同时含有机物和重金属离子，利用膜技术处理时由于有机物与重金属离子间的复杂作用而导致膜分离性能的下降。因而开发出抗污染自洁净膜产品具有重要的意义。本项目利用不饱和多金属氧酸盐(XW11)（X为B、P、Ge、Si）与Ti(OC4H9)4 制备了XW11/TiO2 复合光催化剂，测定了它们对重金属离子Cr(VI)和Cu(II)的光催化还原性能和有机物如亚甲基蓝、甲基橙、腐殖酸的光催化降解性能以及它们之间的相互影响。选定BW11/TiO2为纳滤膜表面修饰物，然后利用化学吸附法将BW11/TiO2 固定在丙烯酸表面接枝的PEK-C 超滤膜表面，制备了BW11/TiO2/PEK-C 光催化抗污染自洁净纳滤膜。研究了XW11的结构特点和含量对XW11/TiO2 体系的光催化效率的影响，结果表明XW11与TiO2之间协同作用降低了电子的激发带宽，提高了XW11/TiO2复合催化剂的光催化效率；废水中有机物和重金属离子（Cr(VI)和Cu(II)）共存时由于它们的协同作用提高了膜抗有机物的污染的性能。.本研究成果为膜技术在电镀、矿山和颜料生产等过程产生的废水以及地表水的净化、废水中重金属离子的资源化提供理论上的指导和数据上的支撑。