天津工大與大連理工合作研制出自清潔電催化膜反應(yīng)器
2014-04-21 21:01:13
admin
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據(jù)天津網(wǎng)2011年3月8日訊 在國(guó)家自然科學(xué)基金委和教育部博士學(xué)科點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)科研基金的支持下，天津工業(yè)大學(xué)中空纖維膜材料與膜過(guò)程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地李建新教授課題組與大連理工大學(xué)王同華教授等合作在新型抗污染膜材料研究方面取得突破性進(jìn)展，新近研制出一種具備自清潔功能的電催化膜反應(yīng)器。相關(guān)研究成果以快報(bào)形式發(fā)表在近期的《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》雜志上。
工業(yè)廢水由于其成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高且難降解，已成為水處理領(lǐng)域一個(gè)全球性的難題。膜分離技術(shù)由于高效、產(chǎn)水質(zhì)量高在工業(yè)廢水處理中引起了廣泛關(guān)注。然而，傳統(tǒng)的膜分離技術(shù)由于功能單一（僅具分離功能）、抗污染性差，嚴(yán)重制約其大規(guī)模化應(yīng)用。因而，控制和緩解膜污染已經(jīng)成為膜法水處理領(lǐng)域的關(guān)鍵性問(wèn)題和研究熱點(diǎn)。
李建新教授等在世界上首次提出以具有導(dǎo)電性的管式炭膜為基膜，采用表面修飾、溶膠－凝膠等技術(shù)和方法，將具有電催化功能的納米氧化物（如二氧化鈦）擔(dān)載于炭膜基體上制備一種電催化膜材料。以電催化膜作為陽(yáng)極和過(guò)濾膜，輔助電極為陰極，構(gòu)成膜反應(yīng)器，通過(guò)電催化與膜分離技術(shù)有機(jī)耦合，實(shí)現(xiàn)膜分離過(guò)程強(qiáng)化及膜材料自清潔雙重功能?；陔姶呋趸恚趶U水處理過(guò)程中電催化膜在低壓電場(chǎng)作用下（1.5～2.0V）將誘導(dǎo)催化膜上負(fù)載的納米催化劑分解水，產(chǎn)生氫氣和氧氣微流以及羥基自由基等強(qiáng)氧化劑；所產(chǎn)生的微流能夠有效緩解濃差極化及污染物在膜表面的沉積，而產(chǎn)生的活性氧化劑又能夠使廢水中難降解的有機(jī)物分解為易生化或礦化的小分子或CO2和H2O，從而實(shí)現(xiàn)該過(guò)程的高效分離作用和電催化膜自清潔雙重功能。
研究結(jié)果表明：在處理200mg/L含油廢水過(guò)程中，在200min的操作時(shí)間內(nèi)，電催化膜通量保持在90%以上，化學(xué)需要量（COD）去除率達(dá)到94.4%，均優(yōu)于傳統(tǒng)膜分離過(guò)程。此外，研究結(jié)果證實(shí)這種膜反應(yīng)器對(duì)其它難降解有機(jī)工業(yè)如染料廢水、含酚廢水等處理也均表現(xiàn)出優(yōu)異性能，顯示出廣闊的應(yīng)用前景。