天津工大與大連理工合作研制出自清潔電催化膜反應器
2014-04-21 21:01:13
admin
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據天津網(wǎng)2011年3月8日訊 在國家自然科學(xué)基金委和教育部博士學(xué)科點(diǎn)專(zhuān)項科研基金的支持下，天津工業(yè)大學(xué)中空纖維膜材料與膜過(guò)程國家重點(diǎn)實(shí)驗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器。相關(guān)研究成果以快報形式發(fā)表在近期的《德國應用化學(xué)》雜志上。
工業(yè)廢水由于其成分復雜、有機物含量高且難降解，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，嚴重制約其大規?；瘧?。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，構成膜反應器，通過(guò)電催化與膜分離技術(shù)有機耦合，實(shí)現膜分離過(guò)程強化及膜材料自清潔雙重功能?；陔姶呋趸?，在廢水處理過(guò)程中電催化膜在低壓電場(chǎng)作用下（1.5～2.0V）將誘導催化膜上負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物分解為易生化或礦化的小分子或CO2和H2O，從而實(shí)現該過(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，電催化膜通量保持在90%以上，化學(xué)需要量（COD）去除率達到94.4%，均優(yōu)于傳統膜分離過(guò)程。此外，研究結果證實(shí)這種膜反應器對其它難降解有機工業(yè)如染料廢水、含酚廢水等處理也均表現出優(yōu)異性能，顯示出廣闊的應用前景。