一种WO3-ZrO2光催化污水处理膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及污水处理领域，具体公开了一种WO3‑ZrO2光催化污水处理膜的制备方法，具体为：将氟锆酸铵加入到有机酸溶液中，水浴加热并搅拌，再加入钨酸钠到溶液中，搅拌，然后在得到的溶液中加入乙二胺，水浴加热并搅拌，得到二氧化锆凝胶；将二氧化锆凝胶、硝酸铈、有机聚合物溶解于丙醇溶液中，混合均匀后，在烘箱中将溶液蒸发掉，加入碳纳米管，然后进行水热处理，将经水热处理并冷却后得到的浆料在基材上进行涂膜，在室温下干燥后得到薄膜；将得到的薄膜从基材上取下，在真空下进行热处理，得到WO3‑ZrO2光催化污水处理膜。采用本发明专利技术的方法制备的WO3‑ZrO2光催化污水处理薄膜，极大提高了光催化薄膜的稳定性，延长了光催化污水处理膜的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种WO3-ZrO2光催化污水处理膜的制备方法
本专利技术涉及污水处理领域，具体公开了一种WO3-ZrO2光催化污水处理膜的制备方法。
技术介绍
传统的污水处理方法存在成本高、效率低、二次污染等问题。研究表明，具有光催化性的半导体纳米级氧化物能够利用紫外线降解多种污染物，可将水中烃类、表面活性剂、有机染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂、木材防腐剂等氧化分解，可用于污水处理。采用粉体光催化氧化物进行污水处理时，存在粉体难回收、悬浮粉体影响光线透过率等问题；因此近年来多采用二氧化钛薄膜进行光催化，但又存在接触面积较小、催化效率低、寿命不高等问题。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种WO3-ZrO2光催化污水处理膜的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下方案。一种WO3-ZrO2光催化污水处理膜的制备方法，将氟锆酸铵加入到有机酸溶液中，其中氟锆酸铵：有机酸的摩尔比为1：（0.5～10）；水浴加热至90℃并搅拌，反应3小时后，加入钨酸钠到溶液中，钨酸钠：氟锆酸铵的摩尔比为1:3，搅拌溶液，然后在得到的溶液中加入乙二胺，其中氟锆酸铵：乙二胺的摩尔比为1：（1～15），水浴加热至85℃并搅拌1小时后，继续保持在85℃的温度下反应24小时，得到二氧化锆凝胶；将二氧化锆凝胶、硝酸铈、有机聚合物溶解于丙醇溶液中，二氧化锆凝胶：硝酸铈：有机聚合物的质量比为1：（0.03～0.2）：（2～15）；混合均匀后，在烘箱中将溶液蒸发掉50%，加入碳纳米管，其中碳纳米管与二氧化锆凝胶的质量比为1：（800～3000）；然后在150℃进行水热处理3小时，将经水热处理并冷却后得到的浆料在基材上进行涂膜，在室温下干燥后得到薄膜；将得到的薄膜从基材上取下，在真空下进行热处理，得到WO3-ZrO2光催化污水处理薄膜。其中，将氟锆酸铵作为原料，并分别加入酸溶液和碱溶液后混合，可以获得分散更均匀的凝胶，由上述凝胶得到的薄膜组分分布也更加均匀，提高了薄膜的强度。进一步的，所述的有机酸溶液的质量浓度为5%～30%。进一步的，所述的有机酸选自柠檬酸、三氯乙酸中的一种。进一步的，所述有机聚合物选自聚马来酸酐、聚氨酯、羟丙基甲基纤维素中的一种。一方面，所述的热处理方式为：在200℃处理1-2小时，然后升温到350℃热处理0.5小时，最后降温至160℃处理3-5小时。另一方面，所述基材为玻璃、金属中的一种。采用三段法热处理工艺，可以在有效去除材料中杂质的同时，防止薄膜在热处理过程中产生过大的应力变化而产生缺陷，有效提高了成品薄膜的质量。本专利技术的有益效果：采用本专利技术的方法制备的WO3-ZrO2光催化污水处理薄膜，在加入了三氧化钨保证薄膜的光催化活性较高的基础上，极大提高了光催化薄膜的稳定性，延长了光催化薄膜的使用寿命。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本专利技术的限定。实施例一WO3-ZrO2光催化污水处理膜的制备方法，将氟锆酸铵加入到质量浓度为25%柠檬酸溶液中，其中氟锆酸铵：柠檬酸的摩尔比为1：0.5；水浴加热至90℃并搅拌，反应3小时后，加入钨酸钠到溶液中，钨酸钠：氟锆酸铵的摩尔比为1:3，搅拌溶液，然后在得到的溶液中加入乙二胺，其中氟锆酸铵：乙二胺的摩尔比为1：1，水浴加热至85℃并搅拌1小时后，继续保持在85℃的温度下反应24小时，得到二氧化锆凝胶；将二氧化锆凝胶、硝酸铈、聚氨酯溶解于丙醇溶液中，二氧化锆凝胶：硝酸铈：聚氨酯的质量比为1：0.2：2；混合均匀后，在烘箱中将溶液蒸发掉50%，加入碳纳米管，其中碳纳米管与二氧化锆凝胶的质量比为1：3000；然后在150℃进行水热处理3小时，将经水热处理并冷却后得到的浆料在基材上进行涂膜，在室温下干燥后得到薄膜；将得到的薄膜从基材上取下，放到马弗炉中，将炉内环境调制真空，在200℃处理2小时，然后升温到350℃热处理0.5小时，最后降温至160℃处理3小时，得到WO3-ZrO2光催化污水处理薄膜。实施例二WO3-ZrO2光催化污水处理膜的制备方法，将氟锆酸铵加入到质量浓度为8%三氯乙酸溶液中，其中氟锆酸铵：三氯乙酸的摩尔比为1：10；水浴加热至90℃并搅拌，反应3小时后，加入钨酸钠到溶液中，钨酸钠：氟锆酸铵的摩尔比为1:3，搅拌溶液，然后在得到的溶液中加入乙二胺，其中氟锆酸铵：乙二胺的摩尔比为1：15，水浴加热至85℃并搅拌1小时后，继续保持在85℃的温度下反应24小时，得到二氧化锆凝胶；将二氧化锆凝胶、硝酸铈、聚马来酸酐溶解于丙醇溶液中，二氧化锆凝胶：硝酸铈：聚马来酸酐的质量比为1：0.03：15；混合均匀后，在烘箱中将溶液蒸发掉50%，加入碳纳米管，其中碳纳米管与二氧化锆凝胶的质量比为1：800；然后在150℃进行水热处理3小时，将经水热处理并冷却后得到的浆料在基材上进行涂膜，在室温下干燥后得到薄膜；将得到的薄膜从基材上取下，放到马弗炉中，将炉内环境调制真空，在200℃处理1小时，然后升温到350℃热处理0.5小时，最后降温至160℃处理5小时，得到WO3-ZrO2光催化污水处理薄膜。以上内容仅为本专利技术的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本专利技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种WO3‑ZrO2光催化污水处理膜的制备方法，其特征在于：将氟锆酸铵加入到有机酸溶液中，其中氟锆酸铵：有机酸的摩尔比为1：（0.5～10）；水浴加热至90℃并搅拌，反应3小时后，加入钨酸钠到溶液中，钨酸钠：氟锆酸铵的摩尔比为1:3，搅拌溶液，然后在得到的溶液中加入乙二胺，其中氟锆酸铵：乙二胺的摩尔比为1：（1～15），水浴加热至85℃并搅拌1小时后，继续保持在85℃的温度下反应24小时，得到二氧化锆凝胶；将二氧化锆凝胶、硝酸铈、有机聚合物溶解于丙醇溶液中，二氧化锆凝胶：硝酸铈：有机聚合物的质量比为1：（0.03～0.2）：（2～15）；混合均匀后，在烘箱中将溶液蒸发掉50%，加入碳纳米管，其中碳纳米管与二氧化锆凝胶的质量比为1：（800～3000）；然后在150℃进行水热处理3小时，将经水热处理并冷却后得到的浆料在基材上进行涂膜，在室温下干燥后得到薄膜；将得到的薄膜从基材上取下，在真空下进行热处理，得到WO3‑ZrO2光催化污水处理薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种WO3-ZrO2光催化污水处理膜的制备方法，其特征在于：将氟锆酸铵加入到有机酸溶液中，其中氟锆酸铵：有机酸的摩尔比为1：（0.5～10）；水浴加热至90℃并搅拌，反应3小时后，加入钨酸钠到溶液中，钨酸钠：氟锆酸铵的摩尔比为1:3，搅拌溶液，然后在得到的溶液中加入乙二胺，其中氟锆酸铵：乙二胺的摩尔比为1：（1～15），水浴加热至85℃并搅拌1小时后，继续保持在85℃的温度下反应24小时，得到二氧化锆凝胶；将二氧化锆凝胶、硝酸铈、有机聚合物溶解于丙醇溶液中，二氧化锆凝胶：硝酸铈：有机聚合物的质量比为1：（0.03～0.2）：（2～15）；混合均匀后，在烘箱中将溶液蒸发掉50%，加入碳纳米管，其中碳纳米管与二氧化锆凝胶的质量比为1：（800～3000）；然后在150℃进行水热处理3小时，将经水热处理并冷却后得到的浆料在基材上进行涂膜，在室温下干燥后得到薄膜；将得...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖江福，吴泳翔，邓伟光，
申请(专利权)人：东莞市石鼓污水处理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44