TiO2陶瓷膜的制備及其對亞甲基藍的降解性能研究

鄭紅艾, 王德睿, 潘晨浩, 周藝恒, 趙冬玲, 姜思婕, 遲旭升

(上海電力大學 環境與化學工程學院, 上海 200090)

膜分離技術是21世紀迅速發展的一種新型分離、凈化技術[1]。與傳統的水處理工藝相比,該技術不會發生相變和二次污染,同時還具有處理效果好、工藝簡單、能量損耗低、投資費用低廉、占地面積小等優勢[2]。因此,膜分離技術已被世界各國廣泛應用于各種工業廢水、城市廢水、海水、苦咸水的淡化等水處理領域[3]。然而,由于膜在分離過程中,其表面形成了污染物附著層,導致了膜孔通道的堵塞,使膜發生劣化,降低了水處理的效率[4]。膜污染問題已成為膜技術發展的瓶頸之一。

光催化技術是在20世紀70年代被發現的一種新型的水處理技術。由于催化劑的催化活性高、穩定性好、價格低廉,而且對人體沒有危害,因此被認為是環保領域中極具潛力的一種新興技術[5]。其中,TiO2具有催化活性強、穩定性高、反應速率快、價格低、降解無選擇性等優點,成為研究最多、應用最廣的光催化劑。但TiO2只能在波長小于385 nm的紫外燈照射下才能產生強氧化性的自由羥基,且在水處理中不易回收,這使得其在水處理工藝上的大規模應用受到限制[6]。

近年來新發展的光催化-膜耦合技術能夠有效地解決上述兩個問題。將TiO2負載在分離膜表面,克服了直接加入懸浮型光催化劑時產生的堵塞膜孔及不易回收的問題[7];同時,光催化劑所提供的一層溶膠層能顯著提高膜的抗污染性能和對污染物的選擇透過性,減少膜污染和膜工藝運行費用。……