CN114956275A - 基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置 - Google Patents

基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114956275A
CN114956275A CN202210530067.0A CN202210530067A CN114956275A CN 114956275 A CN114956275 A CN 114956275A CN 202210530067 A CN202210530067 A CN 202210530067A CN 114956275 A CN114956275 A CN 114956275A
Authority
CN
China
Prior art keywords
opening
shell
catalysis
ultrafiltration membrane
membrane
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.)
Pending
Application number
CN202210530067.0A
Other languages
English (en)
Inventor
李健生
吕正军
谢佳
齐俊文
王超海
孙秀云
朱志高
周雨珺
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.)
Nanjing University of Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Science and Technology
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 Nanjing University of Science and Technology filed Critical Nanjing University of Science and Technology
Priority to CN202210530067.0A priority Critical patent/CN114956275A/zh
Publication of CN114956275A publication Critical patent/CN114956275A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4676—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electroreduction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/70—Treatment of water, waste water, or sewage by reduction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明公开了基于序构分离‑催化超滤膜的电催化装置，超滤膜与导电基底(碳纤维复合纸、碳毡、碳布等)组装成电催化复合膜，形成独特的空间次序，将电催化复合膜作为阴极，装配成具有先分离后电催化性能的流通式过滤装置，具有先分离后催化的性能，对二级处理水中的小分子、特征污染物具有高效的去除性能。基于超滤和催化的有序排列，实现对二级处理水中的大分子有机物(腐殖酸、蛋白质、多糖等)的预先分离，以屏蔽大分子物质对催化还原的干扰，并且强化小分子微污染物的富集与转化，达到对二级处理水中的特征污染物的高效去除。本发明所需材料成本低、易得、无污染，该装置具有能耗低、操作过程简单、运行稳定等优点，应用前景广泛。

Description

基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置
技术领域
本发明涉及电催化以及膜分离材料技术领域，尤其涉及基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置。
背景技术
亚硝胺类物质具有强致癌性，二甲基亚硝胺(NDMA)是其中一种极具代表性的物质，在食品、消费品以及受污染的空气中广泛存在。近年来，人们在饮用水、氯或氯胺消毒后的水体中以及直接受工业源污染的水体中均发现了NDMA的存在，其作为一种新型的消毒副产物逐渐引起国内外水处理行业的广泛重视，并且由于其小分子、不带电的特性，使其无法被反渗透膜截留去除，因此目前常规的以“超滤+反渗透”为技术核心的双膜法无法直接用于其回用。NDMA的致癌风险性要远高于三氯甲烷等卤代消毒副产物，美国环境保护局(USEPA)认为NDMA在极低的浓度(0.7ng/L)下就会致癌，已将其列为优先控制污染物。
以催化还原与膜分离为核心的物化处理技术是该领域的研究热点。从NDMA的结构上看，其可被归为氧化产物，还原成无害的副产物是一个潜在的技术。对于催化还原过程而言，电化学方法可以直接高效催化还原降解NDMA。
从工程应用角度来看，流经式的具体装置存在传质效率低、过程受复杂的水质条件影响大的问题。复杂水质中天然有机物等吸附占据催化剂活性位点、易被还原而产生竞争效应，造成特征污染物的去除性能下降，同时也极易生成其他副产物，带来新的环境风险。
发明内容
针对以上问题，本发明提出基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置。
为实现本发明的目的，提供基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置，包括：电源、进水口、阳极钛棒、第一壳体、钛电极板、金属支撑滤网、电催化复合膜、出水口、阴极钛棒和第二壳体；所述电催化复合膜包括：导电基底和超滤膜，所述超滤膜成型在所述导电基底上；
所述第一壳体的顶部设置有进水口；所述第一壳体的底部设置有第一开口；所述钛电极板固定设置在所述第一壳体的内侧底部，并将所述第一开口完全覆盖；所述阳极钛棒的一端跟所述钛极电板固定连接，另一端穿过所述第一壳体的顶部跟所述电源的正极电性连接；
所述第二壳体的底部设置有出水口；所述第二壳体的顶部设置有第二开口；所述金属支撑滤网固定设置在所述第二壳体的内侧顶部，并将所述第二开口完全覆盖；所述阴极钛棒的一端跟所述金属支撑滤网固定连接，另一端穿过所述第二壳体的底部跟所述电源的负极电性连接；
所述第一壳体和第二壳体是两个密闭容器；所述第一开口和所述第二开口的大小形状完全一致；所述第一壳体的底部跟所述第二壳体的顶部通过螺栓固定连接，并且满足所述第一开口和所述第二开口完全重合；所述电催化复合膜设置在所述第一开口和所述第二开口之间，并将所述第二开口完全覆盖，且满足所述电催化复合膜的导电基底面对着所述第二开口。
进一步地，所述第一壳体和第二壳体是两个大小相同的长方体密闭容器，所述第一壳体的底部和所述第二壳体的顶部完全重合。
进一步地，基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置还包括橡胶垫圈，所述橡胶垫圈的大小跟所述第一壳体的底部面积大小一致，所述橡胶垫圈中间设置有第三开口，所述第三开口和所述第一开口的大小形状完全一致；所述橡胶垫圈设于所述第一壳体的底部和所述电催化复合膜之间，且满足所述第三开口跟所述第一开口完全重合。
进一步地，所述电催化复合膜制备过程包括：所述导电基底和超滤膜经过耦合工艺得到所述电催化复合膜。
进一步地，所述超滤膜为采用非溶剂诱导相分离法制成的聚醚砜树脂(PES)超滤膜。
进一步地，制备所述聚醚砜树脂(PES)超滤膜采用的原材料包括：聚醚砜树脂(PES)、聚乙二醇(PEG-20000)和N,N二甲基甲酰胺(DMF)溶液。
进一步地，制备所述聚醚砜树脂(PES)超滤膜的铸膜液中，聚醚砜树脂(PES)的质量分数为10～20％，聚乙二醇(PEG-20000)的质量分数为5～15％。
进一步地，所述电源采用可调式直流稳压电源，并且所述可调式直流稳压电源的电压调节范围为1.0～100.0V，电流调节范围为0～5A。
进一步地，所述金属支撑滤网采用钛金属支撑滤网。
进一步地，所述电催化复合膜(8)采用碳基底作为导电基底。
跟现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明从技术需求的上游源头与特征污染物高效去除的现实需求出发，针对性地设计出了以序构分离-催化还原的电催化复合膜为核心的电催化装置，通过过程中传质的强化以及对大分子的干扰物质的屏蔽，去除了对催化还原的干扰并且强化小分子微污染物的富集与转化，实现了低能耗的高效竞对，可以直接嵌套进现有的双膜法水回用工艺中，对开发短流程处理工艺意义重大。
本发明中的电催化装置的电催化效率高，由于流通式操作带来的传质作用的增强，能在极短的停留时间内实现污染物完全去除；分离与电催化过程存在先后次序，分离为后续催化增效，避免有害副产物的产生；低能耗的电化学体系可以赋予膜较好的抗污染性能，实现长时间的稳定操作，降低运行成本；膜分离和催化工艺集成于一个处理单元，可以构建短流程水回用工艺，具有占地面积小、成本投入低的优势。
附图说明
图1是一个实施例的基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置的结构示意图；
图2是一个实施例的基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置的完整应用流程图；
图3是一个实施例中制备所得序构分离超滤膜(M1)的：3(a)断面SEM图、3(b)碳纸表面SEM图、3(c)PES膜表面SEM图；
图4是一个实施例中M1膜对NDMA的去除效果图：4(a)M1膜对NDMA单一体系中的NDMA去除效果图、4(b)M1膜对有腐殖酸存在情况下多组分污染物体系中的NDMA去除效果图；
图5为一个实施例中M2膜对NDMA单一体系中的NDMA去除效果图；
图6为一个实施例中碳纸对NDMA的去除效果图：6(a)碳纸对NDMA单一体系中的NDMA去除效果图、6(b)碳纸对有腐殖酸存在情况下多组分污染物体系中的NDMA去除效果图。
附图标记：1-电源、2-进水口、3-阳极钛棒、4-第一壳体、5-钛电极板、6-橡胶垫圈、7-金属支撑滤网、8-电催化复合膜、9-出水口、10-阴极钛棒、11-第二壳体、12-真空表、13-蠕动泵、14-料液槽、s1-第一开口、s2-第二开口、s3-第三开口。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参考图1所示，图1为一个实施例中基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置的结构示意图，包括：电源1、进水口2、阳极钛棒3、第一壳体4、钛电极板5、金属支撑滤网7、电催化复合膜8、出水口9、阴极钛棒10和第二壳体11；所述电催化复合膜8包括：导电基底和超滤膜，所述超滤膜成型在所述导电基底上；
所述第一壳体4的顶部设置有进水口2；所述第一壳体4的底部设置有第一开口s1；所述钛电极板5固定设置在所述第一壳体4的内侧底部，并将所述第一开口s1完全覆盖；所述阳极钛棒3的一端跟所述钛极电板5固定连接，另一端穿过所述第一壳体4的顶部跟所述电源1的正极电性连接；
所述第二壳体11的底部设置有出水口9；所述第二壳体11的顶部设置有第二开口s2；所述金属支撑滤网7固定设置在所述第二壳体11的内侧顶部，并将所述第二开口s2完全覆盖；所述阴极钛棒10的一端跟所述金属支撑滤网7固定连接，另一端穿过所述第二壳体11的底部跟所述电源1的负极电性连接；
所述第一壳体4和第二壳体11是两个密闭容器；所述第一开口s1和所述第二开口s2的大小形状完全一致；所述第一壳体4的底部跟所述第二壳体11的顶部通过螺栓固定连接，并且满足所述第一开口s1和所述第二开口s2完全重合；所述电催化复合膜8设置在所述第一开口s1和所述第二开口s2之间，并将所述第二开口s2完全覆盖，且满足所述电催化复合膜8的导电基底面对着所述第二开口s2。
在一个实施例中，所述第一壳体4和第二壳体11是两个大小相同的长方体密闭容器。第一壳体4和第二壳体11可以上下对调进水口2和出水口9，即进水口2和出水口9反接可达到超滤膜反冲洗效果，即去除电催化复合膜8表面截留的腐殖酸等物质，实现膜的功能再生。
在一个实施例中，还包括橡胶垫圈6，所述橡胶垫圈6的大小跟所述第一壳体4的底部面积大小一致，所述橡胶垫圈6中间设置有第三开口s3，所述第三开口s3和所述第一开口s1的大小形状完全一致；所述橡胶垫圈6设于所述第一壳体4的底部和所述电催化复合膜8之间，且满足所述第三开口s3跟所述第一开口s1完全重合。橡胶垫圈6的主要作用就是为了防止第一壳体4的底部跟第二壳体11的顶部用螺栓固定连接后，连接处漏水。
在一个实施例中，所述电催化复合膜8制备过程包括：所述导电基底和超滤膜经过耦合工艺得到所述电催化复合膜8。
在一个实施例中，所述超滤膜为采用非溶剂诱导相分离法制成的聚醚砜树脂(PES)超滤膜。
在一个实施例中，制备所述聚醚砜树脂(PES)超滤膜采用的原材料包括：聚醚砜树脂(PES)、聚乙二醇(PEG-20000)和N,N二甲基甲酰胺(DMF)溶液。
在一个实施例中，制备所述聚醚砜树脂(PES)超滤膜的铸膜液中，聚醚砜树脂(PES)的质量分数为10～20％，聚乙二醇(PEG-20000)的质量分数为5～15％。
在一个实施例中，所述电源1采用可调式直流稳压电源，并且所述可调式直流稳压电源的电压调节范围为1.0～100.0V，电流调节范围为0～5A。
在一个实施例中，所述金属支撑滤网7采用钛金属支撑滤网。
在一个实施例中，利用非溶剂诱导相分离法(NIPS)制备聚醚砜树脂(PES)超滤膜。首先，将31.142g干燥的聚醚砜树脂(PES)和15.099g干燥的聚乙二醇(PEG-20000)加入到150mL N,N二甲基甲酰胺(DMF)溶液中。再将该混合物在65℃下持续搅拌8小时，直到溶液的状态为均匀、透明的聚合物溶液状态，即为铸膜液。将配制好的的铸膜液在室温下静置脱气12小时，并用设定好350μm的刮刀厚度的台式刮膜机均匀地将铸膜液分别涂布在置于玻璃板上的碳纸上和无纺布上，在空气中放置10秒后，立即将玻璃板水平浸泡在去离子水中以诱导相转化的发生，浸泡15分钟后再将其转移至去离子水中过夜保存，以确保相转化完全以及溶剂的洗脱。将以碳纸为基底的电催化复合膜8命名为M1，将同样方式以无纺布为基底制备的膜命名为M2。然后，如图2所示，运行基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置的完整应用流程。料液槽14中的二级处理水为：浓度为1mg/L的二甲基亚硝胺(NDMA)和浓度为14g/L的硫酸钠混合溶液，M1的有效面积3.8cm2。
如图2，第一壳体4和第二壳体11用聚碳酸酯制成。将蠕动泵13和进水口2用软管连接至一个水流通路中，真空表12安装在该软管上，启动蠕动泵13为系统提供压力，真空表12显示压力约为0.15MPa，通量约为40Lm-2h-1，将料液槽14中的二级处理水沿软管道送至基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置，打开电源1的开关，开始用容器收集出水口9流出的液体；此时可往二级处理水中预先鼓吹一定量的氮气(N2)，电源1的电压值设置为3.8V。对于出水口9收集到的渗透液，用高效液相色谱法测定其出水中二甲基亚硝胺(NDMA)浓度。此外，再利用含1mg/L NDMA、15mg/L腐殖酸(HA)为代表的多组分污染物水样作为二级处理水，来研究新制备的膜M1对多组分污染物梯度去除的效果。腐殖酸(HA)浓度采用紫外分光光度计测定。所有的实验测定一次，收集样品分析三次，结果取平均值。
从附图3可以看出，通过非溶剂诱导相分离法制备了厚度约为350μm的超滤膜。图3(a)显示了以碳纸为基底制备的超滤膜的多孔非对称的横断面结构，包括致密的分离层和指状孔结构的支撑层，可以清晰地看出支撑层和碳纸连接紧密，致密分离层和多孔支撑层结构保持完好，指状孔结构清晰，由此可知超滤膜结构并没有因为基底的修饰而产生不良影响。图3(b)可以看到碳纸表面的高孔隙率和沿表面方向定向的碳纤维。图3(c)可以看出超滤膜表面的孔分布均匀，孔径主要分布在10-20nm。
通过动态催化实验，实验结果如附图4(a)所示，二甲基亚硝胺(NDMA)在电催化的作用下几乎被完全去除，处理效果在98％左右；且如附图4(b)所示，由于聚醚砜树脂(PES)超滤膜对腐殖酸的截留分离作用(HA的去除率近100％)，腐殖酸无法与底部的催化层接触，使得腐殖酸无法对降解性能造成负面影响，以其为前驱体的消毒副产物也无法生成，NDMA的处理效果也稳定在90％以上，这是由超滤膜的截留与电化还原反应共同促成的去除效果，由此可见，具有次序结构的电催化复合膜8具有应用于二级处理水回用处理的巨大潜力，为污水资源化提供了可靠的技术模式；同时也可以看出M1降解NDMA的长期稳定性，这表明本发明中的电催化复合膜8具有连续运行的能力，能够实际用于水回用工艺中，具有极高的市场化价值。
在一个对比试验中，将基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置中的电催化复合膜8替换成前面所得的M2，后续步骤同上述实施例。
如附图5所示，M2在电场作用下对NDMA几乎没有催化效果，这是由于无纺布不是导电材料，表面没有催化活性位点，无法进行有效的传质作用，故而对无法有效去除NDMA。
在一个对比实验中，将基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置中的电催化复合膜8替换成未制膜的碳纸，后续步骤同上述实施例。
如图6(a)所示，在电场的作用下，碳纸上的活性位点可以有效的催化还原NDMA，处理效果在98％左右；而如图6(b)所示，在有腐殖酸存在的多组分污染物体系中，由于没有聚醚砜树脂(PES)超滤膜在前面预先将HA截留在催化区以外，HA在碳纸表面逐渐累积，大大降低了活性位点数目，以及竞争活性还原组分，这就导致了性能的大幅下降，NDMA的降解率只有40％左右，说明本发明所得的次序结构对于复杂水体的净化有着重要的意义。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
需要说明的是，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本申请实施例的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置，其特征在于，包括：电源(1)、进水口(2)、阳极钛棒(3)、第一壳体(4)、钛电极板(5)、金属支撑滤网(7)、电催化复合膜(8)、出水口(9)、阴极钛棒(10)和第二壳体(11)；所述电催化复合膜(8)包括：导电基底和超滤膜，所述超滤膜成型在所述导电基底上；
所述第一壳体(4)的顶部设置有进水口(2)；所述第一壳体(4)的底部设置有第一开口(s1)；所述钛电极板(5)固定设置在所述第一壳体(4)的内侧底部，并将所述第一开口(s1)完全覆盖；所述阳极钛棒(3)的一端跟所述钛极电板(5)固定连接，另一端穿过所述第一壳体(4)的顶部跟所述电源(1)的正极电性连接；
所述第二壳体(11)的底部设置有出水口(9)；所述第二壳体(11)的顶部设置有第二开口(s2)；所述金属支撑滤网(7)固定设置在所述第二壳体(11)的内侧顶部，并将所述第二开口(s2)完全覆盖；所述阴极钛棒(10)的一端跟所述金属支撑滤网(7)固定连接，另一端穿过所述第二壳体(11)的底部跟所述电源(1)的负极电性连接；
所述第一壳体(4)和第二壳体(11)是两个密闭容器；所述第一开口(s1)和所述第二开口(s2)的大小形状完全一致；所述第一壳体(4)的底部跟所述第二壳体(11)的顶部通过螺栓固定连接，并且满足所述第一开口(s1)和所述第二开口(s2)完全重合；所述电催化复合膜(8)设置在所述第一开口(s1)和所述第二开口(s2)之间，并将所述第二开口(s2)完全覆盖，且满足所述电催化复合膜(8)的导电基底面对着所述第二开口(s2)。
2.根据权利要求1所述的基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置，其特征在于，所述第一壳体(4)和第二壳体(11)是两个大小相同的长方体密闭容器，所述第一壳体(4)的底部和所述第二壳体(11)的顶部完全重合。
3.根据权利要求2所述的基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置，其特征在于，还包括橡胶垫圈(6)，所述橡胶垫圈(6)的大小跟所述第一壳体(4)的底部面积大小一致，所述橡胶垫圈(6)中间设置有第三开口(s3)，所述第三开口(s3)和所述第一开口(s1)的大小形状完全一致；所述橡胶垫圈(6)设于所述第一壳体(4)的底部和所述电催化复合膜(8)之间，且满足所述第三开口(s3)跟所述第一开口(s1)完全重合。
4.根据权利要求3所述的基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置，其特征在于，
所述电催化复合膜(8)制备过程包括：所述导电基底和超滤膜经过耦合工艺得到所述电催化复合膜(8)。
5.根据权利要求4所述的基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置，其特征在于，所述超滤膜为采用非溶剂诱导相分离法制成的聚醚砜树脂(PES)超滤膜。
6.根据权利要求5所述的基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置，其特征在于，制备所述聚醚砜树脂(PES)超滤膜采用的原材料包括：聚醚砜树脂(PES)、聚乙二醇(PEG-20000)和N,N二甲基甲酰胺(DMF)溶液。
7.根据权利要求6所述的基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置，其特征在于，制备所述聚醚砜树脂(PES)超滤膜的铸膜液中，聚醚砜树脂(PES)的质量分数为10～20％，聚乙二醇(PEG-20000)的质量分数为5～15％。
8.根据权利要求7所述的基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置，其特征在于，所述电源(1)采用可调式直流稳压电源，并且所述可调式直流稳压电源的电压调节范围为1.0～100.0V，电流调节范围为0～5A。
9.根据权利要求8所述的基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置，其特征在于，所述金属支撑滤网(7)采用钛金属支撑滤网。
10.根据权利要求9所述的基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置，其特征在于，所述电催化复合膜(8)采用碳基底作为导电基底。
CN202210530067.0A 2022-05-16 2022-05-16 基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置 Pending CN114956275A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210530067.0A CN114956275A (zh) 2022-05-16 2022-05-16 基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210530067.0A CN114956275A (zh) 2022-05-16 2022-05-16 基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114956275A true CN114956275A (zh) 2022-08-30

Family

ID=82982672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210530067.0A Pending CN114956275A (zh) 2022-05-16 2022-05-16 基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114956275A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001187324A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Nkk Corp 膜ろ過装置の洗浄方法および水処理装置
CN205856075U (zh) * 2016-08-05 2017-01-04 重庆大学 一种用于水处理的电催化膜反应器
CN110498491A (zh) * 2019-08-28 2019-11-26 山东大学 一种电化学膜过滤耦合系统降解抗生素废水的处理工艺
CN110526348A (zh) * 2019-09-29 2019-12-03 北京航空航天大学 一种膜过滤-电催化污水处理方法
CN111943408A (zh) * 2020-08-19 2020-11-17 北京师范大学 一种电催化臭氧吸附膜过滤去除水中有机污染物的装置及方法
US20200407248A1 (en) * 2019-06-25 2020-12-31 California Institute Of Technology Reactive electrochemical membrane for wastewater treatment
CN114345139A (zh) * 2022-01-26 2022-04-15 南京理工大学 一种利用电纺纳米纤维为基底的分离-催化序构超滤膜的制备方法
CN114452818A (zh) * 2020-11-10 2022-05-10 南京理工大学 一种基于分离-催化序构的超滤膜及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001187324A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Nkk Corp 膜ろ過装置の洗浄方法および水処理装置
CN205856075U (zh) * 2016-08-05 2017-01-04 重庆大学 一种用于水处理的电催化膜反应器
US20200407248A1 (en) * 2019-06-25 2020-12-31 California Institute Of Technology Reactive electrochemical membrane for wastewater treatment
CN110498491A (zh) * 2019-08-28 2019-11-26 山东大学 一种电化学膜过滤耦合系统降解抗生素废水的处理工艺
CN110526348A (zh) * 2019-09-29 2019-12-03 北京航空航天大学 一种膜过滤-电催化污水处理方法
CN111943408A (zh) * 2020-08-19 2020-11-17 北京师范大学 一种电催化臭氧吸附膜过滤去除水中有机污染物的装置及方法
CN114452818A (zh) * 2020-11-10 2022-05-10 南京理工大学 一种基于分离-催化序构的超滤膜及其制备方法
CN114345139A (zh) * 2022-01-26 2022-04-15 南京理工大学 一种利用电纺纳米纤维为基底的分离-催化序构超滤膜的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107098442B (zh) 一种螺旋卷绕式电化学水处理反应器
CN107473337B (zh) 电催化膜与三维电极耦合处理难降解废水的装置和方法
CN102381753B (zh) 一种生物电化学膜反应器装置
CN107162118A (zh) 一种适用于水源水污染物去除的阴阳极内置式陶瓷微滤膜反应器
KR102563338B1 (ko) 오염 물질의 제거율이 증가된 폐수 처리 용 전기 화학 전지
CN111747489A (zh) 电化学反应器和废水处理装置
CN106006929A (zh) 一种光电催化膜耦合微生物燃料电池全天候处理污水的方法
CN103331082B (zh) 一种粒子群电极吸附耦合电催化氧化处理含苯废气的装置
CN109019761B (zh) 一种光电化学过滤器装置及其应用
CN114956275A (zh) 基于序构分离-催化超滤膜的电催化装置
CN109534461A (zh) 一种基于整体多通道多孔电极的连续过滤式电化学水处理装置
CN113292141A (zh) 一种用于水处理的电催化膜组件及水处理方法
KR20190121370A (ko) 격리된 전극을 갖는 폐수 처리용 전기화학 전지 스택
CN205500901U (zh) 生物膜滤废水处理装置
CN114314737B (zh) 光电协同强化同步脱盐降解有机物的污水处理方法和装置
CN105948177A (zh) 一种高通量电化学过滤污水处理装置
CN113415859B (zh) 基于可再生活性炭纤维的电吸附去除氯酚类有机物的系统
CN115283013A (zh) 一种纳米二氧化锰有机催化膜的制备方法
CN107162079B (zh) 一种用于为超纯水机供水的前处理设备
CN108178286B (zh) 三维电极生物膜与光电复氧协同处理污废水的装置与方法
CN206476851U (zh) 一种含金电镀废水的资源化回收处理装置
CN105762394A (zh) 一种过滤型阴极微生物脱盐电池及其应用
CN108314236B (zh) 一种家用净水器以及净水设备
CN116282634B (zh) 一种膜介导电氧化-还原深度水处理装置及其运行方法
CN213446721U (zh) 基于电化学和生物过滤的污水处理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination