1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
1.研究背景随着我国经济的飞速发展,人们对化工产品的需求量日益上升,化工厂作为用水大户,年新鲜水用量大约为几百万立方米,水重复利用率低,同时年外排污水量也可达几百万立方米[1]。
化工生产过程中产生的废水表现为:毒性大、有机物浓度高、生化性差、难降解化合物含量高、治理难度大等,但同时废水中也含有许多可利用的资源,膜分离技术作为高新技术在化工领域的生产加工、节能降耗和清洁生产等方面发挥着重要作用[2]。
超滤、纳滤、微滤、反渗透等压力驱动膜技术因操作简单、占地面积小、废水处理质量高和可持续性而备受关注[3]。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
1、课题主要研究内容(1)制备用于降解染料废水的LaTiFeCoO3催化剂,采用循环过滤法形成动态催化剂过滤层对模拟废水体系进行降解处理,评价催化剂应用性能;(2)通过溶胶凝胶-浸渍法、抽滤法等方式将催化剂负载在3D打印陶瓷膜上,利用膜暴露催化剂的活性位点,并实现催化剂的回收再利用;(3)考察悬浮态非均相催化剂与催化膜的废水处理效果,并评估各种反应参数对降解效率的影响,如催化剂负载量、pH等。
2、拟采用的研究方法(1)实验方法:以钛酸四丁酯、金属硝酸盐水合物等为原料,制备所设计的LaTiFeCoO3催化剂,烘干研磨后,采用循环过滤法形成动态催化剂过滤层对模拟废水体系进行降解处理,评价催化剂的废水处理效率;采用溶胶凝胶-浸渍法,将所制备的催化剂负载在3D陶瓷膜上,对模拟染料废水体系进行降解,通过改变催化剂负载量、温度、pH等反应参数,评估催化膜降解染料废水的影响因素。
(2)表征方法:利用X射线衍射仪分析催化剂的晶体结构;利用红外光谱仪分析催化剂的分子结构和化学组成;扫描电子显微镜观察微观形貌;利用EDS能谱仪表征催化膜表面元素的分布情况;利用BET测定催化剂的比表面积;利用分光光度计检测染料废水处理效率等。
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