二氧化钛纳米线超滤膜的制备及除污染特性研究

本课题拟制备抗污染的二氧化钛（TiO2）纳米线超滤膜，并应用于水处理研究。.TiO2 纳米线超滤膜集成机械筛分和催化氧化降解污染物的复合功能。主要研究内容包括：(1)光催化氧化/超滤一体化超滤膜的制备（纳米TiO2自生长条件优化、纳米线TiO2成膜过程强化）；(2)光催化氧化/超滤一体化膜的水处理性能考察(膜通量、截留分子量、典型水中有机污染物去除，如天然有机物，内分泌干扰物等)；(3)TiO2纳米线超滤膜膜分离微界面作用过程及自洁净作用机理探索等。通过本课题的研究，可望建立较为成熟的抗污染TiO2 纳米线超滤膜的材料制备方法，形成新型高效的饮用水处理除污染工艺，为饮用水安全保障提供一种新的解决方案。

本项目通过水热反应制备了二氧化钛（TiO2）纳米线，进一步以此为原料通过固态粒子烧结法制备了集筛分和催化氧化降解有机物的陶瓷膜。优化后的成膜条件为质量比m(高岭土)：m(碳酸钙)：m(TiO2纳米线) =50：25：25为配比，加入质量分数为2%的分散剂(PVA)，采用干压成型法制备坯体，干燥后烧至1030℃，并保持6h得到净水功能的陶瓷膜。陶瓷膜对高聚物等大分子（海藻酸钠和羟甲基纤维素钠）有较好的筛分去除效果，而对小分子（刚果红、牛血清蛋白）的去除效果相对较差。当组合紫外辐照时，陶瓷膜对浓度为罗丹明B的能取得较好的催化氧化去除效果，项目结合二氧化钛（TiO2）纳米线陶瓷膜净化天然水膜滤前后天然有机物分子量分布的变化初步探讨了新材料的筛分和催化氧化净水机理。