CN103214083B - 一种负载TiO2填料的制备方法 - Google Patents

一种负载TiO2填料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103214083B
CN103214083B CN201310147179.9A CN201310147179A CN103214083B CN 103214083 B CN103214083 B CN 103214083B CN 201310147179 A CN201310147179 A CN 201310147179A CN 103214083 B CN103214083 B CN 103214083B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyurethane sponge
tio2
solution
tio
sponge block
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310147179.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103214083A (zh
Inventor
李轶
陈萌萌
张文龙
王晴
王大伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hohai University HHU
Original Assignee
Hohai University HHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hohai University HHU filed Critical Hohai University HHU
Priority to CN201310147179.9A priority Critical patent/CN103214083B/zh
Publication of CN103214083A publication Critical patent/CN103214083A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103214083B publication Critical patent/CN103214083B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明公开了一种负载TiO2的填料，所述填料包括聚氨酯海绵块和TiO2，所述TiO2负载于聚氨酯海绵块上，本发明还公开了该填料的制备方法，将聚氨酯海绵块浸入经过浓缩和油浴处理的富含TiO2的溶液中，然后在烘箱中进行热处理直到悬浮液被蒸干TiO2全部负载在海绵块上，再用去离子水充分冲洗，干燥后制得负载TiO2的海绵块填料。本发明中制得TiO2的原料成本低廉，海绵块外表面负载的TiO2膜又薄又均匀，并且不影响填料内部多孔结构中微生物的生长。经试验对活性黑5的降解去除率很高。本发明将光催化降解与生物降解耦合在一起，结合了高级氧化与生物降解的优点，对含有复杂难降解有机物特别是印染废水的处理效果很好。

Description

一种负载TiO2填料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种负载TiO2生物填料的制备方法，具体的说，是采用生物膜法处理污水，属于水处理技术领域。 
背景技术
生物膜法是目前广泛应用的一种污水处理技术，生物填料是该技术的核心之一，它的材质和表面性能将直接影响微生物的附着、生长，进而影响污水的处理效果。广泛应用的生物填料分为无机填料和有机填料两种，其中，无机填料主要由页岩、焦炭、石英砂、活性炭、沸石、粘土陶粒等；有机填料主要分为软性填料、半软性填料、组合式填料、分散式填料等。目前在已报道的各种填料中，大多数是以单一组分为主，而且脱氮除磷效率不高。无机填料的比表面积大，但是水流阻力大，容易产生堵塞现象；有机填料不容易堵塞，但是表面光滑且比表面积小，微生物挂膜困难。 
二氧化钛光催化作为高级氧化工艺的一种，由于化学性质稳定、难溶、无毒、成本低、催化效率高，在难降解有机物如含苯系、氯系有机物等处理中相对于其他传统工艺具有无可比拟的优势。将光催化应用于染料废水处理的报道很多，但是大都将光催化作为主要处理工艺即高级氧化工艺，后来又出现用光催化与生化组合工艺来处理印染废水。组合工艺的出现较之前单独应用光催化或者生化处理的效果大为提高，但是仍然存在问题，过度氧化会浪费氧化剂增加处理成本，生物降解能力不足使得下游生物降解目标实现困难。如果高级氧化工艺与生物降解能够同时发生，顺序组合工艺的问题就能够解决。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种负载TiO2的聚氨酯海绵块填料的制备方法。 
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为： 
一种负载TiO2填料的制备方法，将聚氨酯海绵块浸入经过浓缩和油浴处理的富含TiO2的溶液中，对溶液进行热处理直到溶液被蒸干，再用去离子水冲洗， 干燥后即可制得负载TiO2的聚氨酯海绵块填料，具体包括如下步骤： 
（1）将四异丙氧基钛（Ti（OCHCH3CH3）4）加入到硝酸溶液中进行反应，生成TiO2，所述四异丙氧基钛（Ti（OCHCH3CH3）4）与硝酸的摩尔比为17:15，对溶液水浴加热； 
（2）将步骤（1）水浴加热后的溶液进行油浴加热，得到悬浮溶液； 
（3）将所述聚氨酯海绵块放入步骤（2）所得的悬浮溶液中，其中，聚氨酯海绵块与悬浮溶液中TiO2的质量比为20:13～20:14，将放有聚氨酯海绵块的悬浮溶液置于干燥装置中，直到悬浮溶液被蒸干； 
（4）将步骤（3）所得的负载有TiO2的聚氨酯海绵块用大量去离子水冲洗，冲洗掉负载不牢固的TiO2，冲洗后干燥。 
其中，步骤（3）中，所述聚氨酯海绵块的边长为4.0mm，孔隙度为88%以上。 
其中，步骤（1）中，水浴加热的温度为75～85℃。 
其中，步骤（2）中，油浴加热的温度为110～130℃，油浴的时间为15～20h。 
其中，步骤（2）中，油浴加热时，用铝箔将装有溶液的装置密封住。 
其中，步骤（3）中，所述干燥装置为烘箱，干燥温度为70～80℃。 
有益效果：本发明提供的填料使用具备多孔结构的聚氨酯海绵块为基料，海绵块孔隙度可达88%甚至更高，比表面积很大，对于微生物挂膜很有利；并且聚氨酯具有粘合性，有利于TiO2的负载。使用本发明的方法制成的填料的TiO2负载层更薄更均匀，并且不影响填料内部生物的生长，该填料成功的将光催化降解与生物降解耦合在一起，同时结合了高级氧化过程与生物降解的优点，对含有复杂难降解有机物特别是印染废水的处理效果更好。另外，本发明所用制备TiO2的原料丰富，成本低廉，同时本发明填料具有较好的悬浮性，使用方便，无需特殊固定。既可以单独使用在生物膜反应器中，也可以置于聚氯乙烯空心球形或鲍尔环形有机填料中制成组合填料。 
附图说明
图1为本发明制备方法得到的填料对活性黑5的降解去除率的实验结果图； 
图2为本发明制备方法得到的填料的说明示意图。 
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。 
实施例1 
一种负载TiO2的填料，该填料包括聚氨酯海绵块和TiO2，TiO2全部负载于聚氨酯海绵块上，其中，聚氨酯海绵块，边长为4.0mm，比表面积为4.8m2/g，孔隙度为88%，浸水后密度为1.01g/cm3。 
上述负载TiO2填料制备方法： 
将23.9g四异丙氧基钛加入到150mL HNO3(0.5mol/L)溶液中，在80℃下水浴加热至溶液体积浓缩至50mL，冷却至室温后加入适量质量百分数为5%的苯均三酸（苯均三酸为常用的粘合剂）；用铝箔将装有溶液的烧杯盖住，在130℃下油浴18h后得到悬浮溶液，冷却至室温；将10g聚氨酯海绵块放入悬浮溶液中，置于80℃烘箱中5h，每30min用玻璃棒混合搅拌1次，直到悬浮溶液被蒸干，TiO2全部负载在聚氨酯海绵块上；将负载TiO2聚氨酯海绵块冷却至室温后再用大量去离子水冲洗，在105℃的烘箱中烘干。制得A填料。 
实施例2 
一种负载TiO2的填料，该填料包括聚氨酯海绵块和TiO2，所述TiO2负载于所述聚氨酯海绵块上，其中，聚氨酯海绵块，边长为4.0mm，比表面积为4.8m2/g，孔隙度为92%，浸水后密度为1.01g/cm3。 
上述负载TiO2填料制备方法： 
将23.9g四异丙氧基钛加入到150mL HNO3(0.5mol/L)溶液中，在75℃下水浴加热至溶液体积浓缩至67mL，冷却至室温后加入适量质量百分数为5%的苯均三酸（苯均三酸为常用的粘合剂）；用铝箔将装有溶液的烧杯盖住，在110℃下油浴15h后得到悬浮溶液，冷却至室温；将10g聚氨酯海绵块放入悬浮溶液中，置于70℃烘箱中5h，每30min用玻璃棒混合搅拌1次，直到悬浮溶液被蒸干，TiO2全部负载在聚氨酯海绵块上；将负载TiO2聚氨酯海绵块冷却至室温后再用大量去离子水冲洗，在105℃的烘箱中烘干。制得B填料。 
实施例3 
一种负载TiO2的填料，该填料包括聚氨酯海绵块和TiO2，所述TiO2负载于所述聚氨酯海绵块上，其中，聚氨酯海绵块，边长为4.0mm，比表面积为4.8m2/g，孔隙度为95%，浸水后密度为1.02g/cm3。 
上述负载TiO2填料制备方法： 
将23.9g四异丙氧基钛加入到150mL HNO3(0.5mol/L)溶液中，在85℃下水浴加热至溶液体积浓缩至75mL，冷却至室温后加入适量质量百分数为5%的苯均三酸（苯均三酸为常用的粘合剂）；用铝箔将装有溶液的烧杯盖住，在120℃下油浴20h后得到悬浮溶液，冷却至室温；将10g聚氨酯海绵块放入悬浮溶液中，置于75℃烘箱中5h，每30min用玻璃棒混合搅拌1次，直到悬浮溶液被蒸干，TiO2全部负载在聚氨酯海绵块上；将负载TiO2聚氨酯海绵块冷却至室温后再用大量去离子水冲洗，在105℃的烘箱中烘干。制得C填料。 
实施例4 
取3个250mL的烧杯，各放入100mL含量40μM活性黑5溶液，再分别放入1.0gA、B、C填料。然后将它们置于磁力搅拌器上，室温下进行紫外光照射。在0,5,10,15,20,30,45,60min时取样，用0.2μm的针筒式过滤器过滤后进行紫外可见分光光度计测试（活性黑5的最大吸收波长为600nm）。即可得到本发明提供的方法制得的填料对活性黑5的降解去除率。 

Claims (4)

1.一种负载TiO2填料的制备方法，其特征在于：将聚氨酯海绵块浸入经过浓缩和油浴处理的富含TiO2的溶液中，对溶液进行热处理直到溶液被蒸干，再用去离子水冲洗，干燥后即可制得负载TiO2的聚氨酯海绵块填料，具体包括如下步骤：
(1)将四异丙氧基钛加入到硝酸溶液中进行反应，生成TiO2，所述四异丙氧基钛与硝酸的摩尔比为17:15，对溶液水浴加热，其中，水浴加热的温度为75～85℃；
(2)将步骤(1)水浴加热后的溶液进行油浴加热，得到悬浮溶液，其中，油浴加热的温度为110～130℃，油浴时间为15～20h；
(3)将所述聚氨酯海绵块放入步骤(2)所得的悬浮溶液中，其中，聚氨酯海绵块与悬浮溶液中TiO2的质量比为20:13～20:14，将放有聚氨酯海绵块的悬浮溶液置于干燥装置中，直到悬浮溶液被蒸干；
(4)将步骤(3)所得的负载有TiO2的聚氨酯海绵块用去离子水冲洗，冲洗后干燥。
2.根据权利要求1所述负载TiO2填料的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯海绵块的边长为4.0mm，孔隙度为88％以上。
3.根据权利要求1所述负载TiO2填料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，油浴加热时，用铝箔将装有溶液的装置密封住。
4.根据权利要求1所述负载TiO2填料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述干燥装置为烘箱，干燥温度为70～80℃。
CN201310147179.9A 2013-04-24 2013-04-24 一种负载TiO2填料的制备方法 Active CN103214083B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310147179.9A CN103214083B (zh) 2013-04-24 2013-04-24 一种负载TiO2填料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310147179.9A CN103214083B (zh) 2013-04-24 2013-04-24 一种负载TiO2填料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103214083A CN103214083A (zh) 2013-07-24
CN103214083B true CN103214083B (zh) 2014-12-31

Family

ID=48812309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310147179.9A Active CN103214083B (zh) 2013-04-24 2013-04-24 一种负载TiO2填料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103214083B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103641243B (zh) * 2013-12-03 2015-02-25 大连海洋大学 去除水体油污用漂浮型光自洁微生物固载膜的制备方法
CN104874368B (zh) * 2015-04-29 2017-07-28 北京绿洁美科技有限公司 一种基于菱镁矿的除氟吸附材料的制备方法
CN105170132A (zh) * 2015-07-24 2015-12-23 河海大学 聚氨酯海绵负载银石墨烯二氧化钛纳米粒子复合材料、制备方法及应用
CN105293709B (zh) * 2015-11-18 2017-06-16 河海大学 用于油污染水体修复的生态浮床
CN105621571B (zh) * 2016-02-03 2019-01-04 北京家美科技有限公司 污水处理工艺中用于脱磷脱氮的海绵
CN105800728B (zh) * 2016-04-29 2019-04-09 常州市排水管理处 一种用于污水处理的悬浮膜板、制备方法及其应用
CN106582841B (zh) * 2016-11-28 2019-08-16 深圳大学 海绵负载的光催化剂及其应用
CN110368997A (zh) * 2019-07-10 2019-10-25 兰州交通大学 一种光催化-生物复合载体及其制备方法
CN112961401A (zh) * 2021-02-20 2021-06-15 杭州楠大环保科技有限公司 微生物菌剂的环保填料、制备方法及其在易腐垃圾生物降解中的用途

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101147856A (zh) * 2007-08-23 2008-03-26 同济大学 一种固定化二氧化钛悬浮载体的制备方法
CN102145918A (zh) * 2011-04-18 2011-08-10 东华大学 一种采用高强酸制备金红石型纳米二氧化钛颗粒的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03151048A (ja) * 1989-11-06 1991-06-27 Sakai Chem Ind Co Ltd オゾン分解用触媒フィルター
EP1160206A1 (en) * 2000-05-31 2001-12-05 Nisshinbo Industries, Inc. Bioreactor carrier, process for producing the carrier and method for using the same
CN101618342B (zh) * 2008-07-02 2012-02-15 黑龙江大学 聚合物修饰的高活性纳米二氧化钛催化剂及其制备方法
CN101345140B (zh) * 2008-08-12 2011-03-16 浙江科技学院 染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法
CN101830504A (zh) * 2010-04-19 2010-09-15 中国科学院广州能源研究所 多级孔氧化钛泡沫块体材料制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101147856A (zh) * 2007-08-23 2008-03-26 同济大学 一种固定化二氧化钛悬浮载体的制备方法
CN102145918A (zh) * 2011-04-18 2011-08-10 东华大学 一种采用高强酸制备金红石型纳米二氧化钛颗粒的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103214083A (zh) 2013-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103214083B (zh) 一种负载TiO2填料的制备方法
Yu et al. Marriage of membrane filtration and sulfate radical-advanced oxidation processes (SR-AOPs) for water purification: Current developments, challenges and prospects
CN107601624A (zh) 一种基于负载型活性炭纤维的电芬顿阴极材料的制备及应用
CN102583703B (zh) 生物质废料制备磁性微生物载体及其应用
CN102424482B (zh) 一种用于处理污水的光生物漂浮式填料及其制备方法和应用
CN104803471A (zh) 一种优良高效碳纤维生物膜载体改性方法
CN111204817B (zh) 一种利用有害水华藻及塑料制备的磁性复合炭及制备方法
CN104445183A (zh) 木质粉状原料制光再生型中孔颗粒活性炭的方法及工艺
WO2022160567A1 (zh) 一种基于原位还原的无机改性膜的制备方法及其应用
CN106000299A (zh) 一种羊毛活性炭负载型吸附剂的制备方法
CN104437423A (zh) 一种处理工业废水的厌氧生物流化床混合载体及应用
CN104383900A (zh) 聚吡咯改性的玉米芯复合吸附剂的制备方法
CN102070237B (zh) 一种去除工业废水中磺酰胺的cod降解剂
CN101601991A (zh) 去除废水中铅离子的生物质吸附剂及其制备、应用和再生方法
CN103240069A (zh) 一种二氧化钛/活性炭光催化剂及其制备方法和应用
CN103657690B (zh) 一种光催化薄膜的制备方法
CN108545823A (zh) 一种含有多种微量元素的生物载体炭及其制备方法
CN105800728B (zh) 一种用于污水处理的悬浮膜板、制备方法及其应用
CN105350285A (zh) 一种催化氧化分解阳离子型染料纤维的制造方法
CN104671429A (zh) 用于污水处理的悬浮无机填料
CN104826505B (zh) 一种纳米氧化石墨烯改性膜的制备方法及其应用
CN102872794A (zh) 一种去除水中溴酸根的复合吸附材料及其制备方法
CN110385147A (zh) 一种蔗渣纤维素-纳米TiO2复合载体的制备方法
US20220340461A1 (en) Biofilm composite carrier and preparation method and use thereof
CN114653369A (zh) 生物炭基氧化还原介体及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant