申请日2016.08.31
公开(公告)日2017.01.25
IPC分类号C02F1/30; B01J23/06; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种光催化污水处理用纤维过滤毡及其制备方法，以玻璃纤维为基材，以光催化材料为镀膜层，得到光催化纤维过滤毡，所述光催化材料采用混合改性光催化剂。本发明制备的纤维毡具有风阻小，透光性好等特点，具有良好的可见光响应，光催化降解性能佳。
权利要求书
1.一种光催化污水处理用纤维过滤毡，其特征在于，它以玻璃纤维为基材，以光催化材料为镀膜层，得到光催化纤维过滤毡，所述光催化材料采用混合改性光催化剂。
2.根据权利要求书1所述的一种光催化污水处理用纤维过滤毡，其特征在于，所述混合改性光催化剂采用氮改性混合光催化剂。
3.根据权利要求书2所述的一种光催化污水处理用纤维过滤毡，其特征在于，所述混合光催化剂采用氧化锌与二氧化钛混合光催化剂。
4.根据权利要求书1所述的一种光催化污水处理用纤维过滤毡，其特征在于，所述纤维过滤毡的制备方法，其步骤如下：
步骤1，将玻璃纤维束分散，混编形成纤维毡;
步骤2，将玻璃纤维毡浸泡在水中，加入中性洗涤剂，超声清洗，然后清水清洗，自然晾干;
步骤3，将玻璃纤维毡浸泡至碱液中，曝气加热反应，然后晾干;
步骤4，将步骤3中的玻璃纤维毡进行酸液浸泡后，超声清水清洗，晾干;
步骤5，以醋酸钛与醋酸锌为有机金属源，以异丙醇或乙醇为溶剂，以水为滴加液，进行缓慢滴加，得到混合光催化镀膜液;
步骤6，采用浸渍镀膜的方法，将玻璃纤维毡进行光催化镀膜，然后低温快速烘干，反复10-25次;
步骤7，将浸渍后的玻璃纤维毡进行高温烧结，自然冷却至室温;
步骤8，将烧结后的玻璃纤维毡在放置在气体氛围下进行加压烧结，烧结后得到光催化用纤维过滤毡。
5.根据权利要求书4所述的一种光催化污水处理用纤维过滤毡，其特征在于，所述步骤2中的超声频率为3-10MHz，超声时间为5-15min。
6.根据权利要求书4所述的一种光催化污水处理用纤维过滤毡，其特征在于，所述步骤3中的碱液采用氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液为0.1-0.3mol/L，所述曝气加热温度为50-60℃，曝气气体为空气;所述步骤4中的酸液为硫酸溶液，所述硫酸溶液的浓度为0.3-0.6mol/L，所述超声清洗频率为0.1-2.4MHz。
7.根据权利要求书4所述的一种光催化污水处理用纤维过滤毡，其特征在于，所述步骤5中光催化镀膜液配方为有机金属源12-22份、溶剂50-65份和滴加液0.1-0.3份，所述有机金属源中醋酸钛与醋酸锌为3:0.7-1.2;所述滴加速度为0.1-0.3mL/min。
8.根据权利要求书4所述的一种光催化污水处理用纤维过滤毡，其特征在于，所述步骤6中的浸渍提拉速度均为60mm/min，所述停顿时间为5s，所述低温烘干温度为60-70℃。
9.根据权利要求书4所述的一种光催化污水处理用纤维过滤毡，其特征在于，所述步骤7中的高温烧结温度为300-400℃，所述烧结时间为3-6h。
10.根据权利要求书4所述的一种光催化污水处理用纤维过滤毡，其特征在于，所述步骤8中的气体氛围为氮气或者氮气与惰性气体的混合气体，所述氮气与惰性气体的配比为3:1-1.5，所述步骤8中的烧结压力为0.5-15kPa，所述烧结时间为30-60min。
说明书
一种光催化污水处理用纤维过滤毡及其制备方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种光催化污水处理用纤维过滤毡及其制备方法。
背景技术
光催化技术利用紫外光照射具有光催化活性的半导体材料，使其表面产生光生空穴和光生电子，光生空穴及其被俘获后产生的羟基自由基都具有很强的氧化能力，几乎可以氧化所有的有机污染物。光催化技术的特点是能有效利用光能、易操作、无二次污染，被广泛应用于空气净化领域。从形态上来讲，光催化剂可分为粉末型和负载型两种，前者具有相对高的催化活性，但在空气净化过程中细小的粉末很容易团聚，影响其催化效果，且粉末状催化剂只适用于流化床式净化器，难以大规模推广应用。相对而言，负载型催化剂适用范围更广。然而一旦被固定，催化剂的吸附性能和光利用率会有所降低，导致其催化活性不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种光催化污水处理用纤维过滤毡及其制备方法，本发明制备的纤维毡具有风阻小，透光性好等特点，具有良好的可见光响应，光催化降解性能佳。
一种光催化污水处理用纤维过滤毡，以玻璃纤维为基材，以光催化材料为镀膜层，得到光催化纤维过滤毡，所述光催化材料采用混合改性光催化剂。
所述混合改性光催化剂采用氮改性混合光催化剂。
所述混合光催化剂采用氧化锌与二氧化钛混合光催化剂。
所述纤维过滤毡的制备方法，其步骤如下：
步骤1，将玻璃纤维束分散，混编形成纤维毡;
步骤2，将玻璃纤维毡浸泡在水中，加入中性洗涤剂，超声清洗，然后清水清洗，自然晾干;
步骤3，将玻璃纤维毡浸泡至碱液中，曝气加热反应，然后晾干;
步骤4，将步骤3中的玻璃纤维毡进行酸液浸泡后，超声清水清洗，晾干;
步骤5，以醋酸钛与醋酸锌为有机金属源，以异丙醇或乙醇为溶剂，以水为滴加液，进行缓慢滴加，得到混合光催化镀膜液;
步骤6，采用浸渍镀膜的方法，将玻璃纤维毡进行光催化镀膜，然后低温快速烘干，反复10-25次;
步骤7，将浸渍后的玻璃纤维毡进行高温烧结，自然冷却至室温;
步骤8，将烧结后的玻璃纤维毡在放置在气体氛围下进行加压烧结，烧结后得到光催化用纤维过滤毡。
所述步骤2中的超声频率为3-10MHz，超声时间为5-15min。
所述步骤3中的碱液采用氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液为0.1-0.3mol/L，所述曝气加热温度为50-60℃，曝气气体为空气;所述步骤4中的酸液为硫酸溶液，所述硫酸溶液的浓度为0.3-0.6mol/L，所述超声清洗频率为0.1-2.4MHz。
所述步骤5中光催化镀膜液配方为有机金属源12-22份、溶剂50-65份和滴加液0.1-0.3份，所述有机金属源中醋酸钛与醋酸锌为3:0.7-1.2;所述滴加速度为0.1-0.3mL/min。
所述步骤6中的浸渍提拉速度均为60mm/min，所述停顿时间为5s，所述低温烘干温度为60-70℃。
所述步骤7中的高温烧结温度为300-400℃，所述烧结时间为3-6h。
所述步骤8中的气体氛围为氮气或者氮气与惰性气体的混合气体，所述氮气与惰性气体的配比为3:1-1.5。
所述步骤8中的烧结压力为0.5-15kPa，所述烧结时间为30-60min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明制备的纤维毡具有风阻小，透光性好等特点，具有良好的可见光响应，光催化降解性能佳。
2、本发明提供的纤维毡解决了现有技术中粘附性差，易脱落的问题，通过酸碱钝化，大大提高比表面积，大大提高表面粘附性。
3、本发明提供的制备方法方便环保，简便易行，便于大规模生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
实施例1
一种光催化污水处理用纤维过滤毡，以玻璃纤维为基材，以光催化材料为镀膜层，得到光催化纤维过滤毡，所述光催化材料采用混合改性光催化剂。
所述混合改性光催化剂采用氮改性混合光催化剂。
所述混合光催化剂采用氧化锌与二氧化钛混合光催化剂。
所述纤维过滤毡的制备方法，其步骤如下：
步骤1，将玻璃纤维束分散，混编形成纤维毡;
步骤2，将玻璃纤维毡浸泡在水中，加入中性洗涤剂，超声清洗，然后清水清洗，自然晾干;
步骤3，将玻璃纤维毡浸泡至碱液中，曝气加热反应，然后晾干;
步骤4，将步骤3中的玻璃纤维毡进行酸液浸泡后，超声清水清洗，晾干;
步骤5，以醋酸钛与醋酸锌为有机金属源，以异丙醇为溶剂，以水为滴加液，进行缓慢滴加，得到混合光催化镀膜液;
步骤6，采用浸渍镀膜的方法，将玻璃纤维毡进行光催化镀膜，然后低温快速烘干，反复10次;
步骤7，将浸渍后的玻璃纤维毡进行高温烧结，自然冷却至室温;
步骤8，将烧结后的玻璃纤维毡在放置在气体氛围下进行加压烧结，烧结后得到光催化用纤维过滤毡。
所述步骤2中的超声频率为3MHz，超声时间为5min。
所述步骤3中的碱液采用氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液为0.1mol/L，所述曝气加热温度为50℃，曝气气体为空气;所述步骤4中的酸液为硫酸溶液，所述硫酸溶液的浓度为0.3mol/L，所述超声清洗频率为0.1MHz。
所述步骤5中光催化镀膜液配方为有机金属源12份、溶剂50份和滴加液0.1份，所述有机金属源中醋酸钛与醋酸锌为3:0.7;所述滴加速度为0.1mL/min。
所述步骤6中的浸渍提拉速度均为60mm/min，所述停顿时间为5s，所述低温烘干温度为60℃。
所述步骤7中的高温烧结温度为300℃，所述烧结时间为3h。
所述步骤8中的气体氛围为氮气。
所述步骤8中的烧结压力为0.5kPa，所述烧结时间为30min。
实施例2
一种光催化污水处理用纤维过滤毡，以玻璃纤维为基材，以光催化材料为镀膜层，得到光催化纤维过滤毡，所述光催化材料采用混合改性光催化剂。
所述混合改性光催化剂采用氮改性混合光催化剂。
所述混合光催化剂采用氧化锌与二氧化钛混合光催化剂。
所述纤维过滤毡的制备方法，其步骤如下：
步骤1，将玻璃纤维束分散，混编形成纤维毡;
步骤2，将玻璃纤维毡浸泡在水中，加入中性洗涤剂，超声清洗，然后清水清洗，自然晾干;
步骤3，将玻璃纤维毡浸泡至碱液中，曝气加热反应，然后晾干;
步骤4，将步骤3中的玻璃纤维毡进行酸液浸泡后，超声清水清洗，晾干;
步骤5，以醋酸钛与醋酸锌为有机金属源，以乙醇为溶剂，以水为滴加液，进行缓慢滴加，得到混合光催化镀膜液;
步骤6，采用浸渍镀膜的方法，将玻璃纤维毡进行光催化镀膜，然后低温快速烘干，反复25次;
步骤7，将浸渍后的玻璃纤维毡进行高温烧结，自然冷却至室温;
步骤8，将烧结后的玻璃纤维毡在放置在气体氛围下进行加压烧结，烧结后得到光催化用纤维过滤毡。
所述步骤2中的超声频率为10MHz，超声时间为15min。
所述步骤3中的碱液采用氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液为0.3mol/L，所述曝气加热温度为60℃，曝气气体为空气;所述步骤4中的酸液为硫酸溶液，所述硫酸溶液的浓度为0.6mol/L，所述超声清洗频率为2.4MHz。
所述步骤5中光催化镀膜液配方为有机金属源22份、溶剂65份和滴加液0.3份，所述有机金属源中醋酸钛与醋酸锌为3: 1.2;所述滴加速度为0.3mL/min。
所述步骤6中的浸渍提拉速度均为60mm/min，所述停顿时间为5s，所述低温烘干温度为70℃。
所述步骤7中的高温烧结温度为400℃，所述烧结时间为6h。
所述步骤8中的气体氛围为氮气或者氮气与惰性气体的混合气体，所述氮气与惰性气体的配比为3: 1.5。
所述步骤8中的烧结压力为15kPa，所述烧结时间为60min。
实施例3
一种光催化污水处理用纤维过滤毡，以玻璃纤维为基材，以光催化材料为镀膜层，得到光催化纤维过滤毡，所述光催化材料采用混合改性光催化剂。
所述混合改性光催化剂采用氮改性混合光催化剂。
所述混合光催化剂采用氧化锌与二氧化钛混合光催化剂。
所述纤维过滤毡的制备方法，其步骤如下：
步骤1，将玻璃纤维束分散，混编形成纤维毡;
步骤2，将玻璃纤维毡浸泡在水中，加入中性洗涤剂，超声清洗，然后清水清洗，自然晾干;
步骤3，将玻璃纤维毡浸泡至碱液中，曝气加热反应，然后晾干;
步骤4，将步骤3中的玻璃纤维毡进行酸液浸泡后，超声清水清洗，晾干;
步骤5，以醋酸钛与醋酸锌为有机金属源，以异丙醇为溶剂，以水为滴加液，进行缓慢滴加，得到混合光催化镀膜液;
步骤6，采用浸渍镀膜的方法，将玻璃纤维毡进行光催化镀膜，然后低温快速烘干，反复15次;
步骤7，将浸渍后的玻璃纤维毡进行高温烧结，自然冷却至室温;
步骤8，将烧结后的玻璃纤维毡在放置在气体氛围下进行加压烧结，烧结后得到光催化用纤维过滤毡。
所述步骤2中的超声频率为6MHz，超声时间为11min。
所述步骤3中的碱液采用氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液为0.2mol/L，所述曝气加热温度为54℃，曝气气体为空气;所述步骤4中的酸液为硫酸溶液，所述硫酸溶液的浓度为0.4mol/L，所述超声清洗频率为1.4MHz。
所述步骤5中光催化镀膜液配方为有机金属源17份、溶剂58份和滴加液0.2份，所述有机金属源中醋酸钛与醋酸锌为3:1.1;所述滴加速度为0.2mL/min。
所述步骤6中的浸渍提拉速度均为60mm/min，所述停顿时间为5s，所述低温烘干温度为65℃。
所述步骤7中的高温烧结温度为350℃，所述烧结时间为5h。
所述步骤8中的气体氛围为氮气或者氮气与惰性气体的混合气体，所述氮气与惰性气体的配比为3:1.3。
所述步骤8中的烧结压力为9kPa，所述烧结时间为34min。
以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。