● 摘要
无机膜具有良好的热稳定性和化学稳定性、机械强度高及抗微生物侵蚀等优点，能够广泛应用于化工、食品、制药、水处理等领域。TiO2因具有较好的化学稳定性，近十年来，一直受到国内外膜科技工作者的重视。虽然国外已经实现了TiO2超滤膜及纳滤膜的商品化，但是出于商业技术保密的原因，有关膜制备参数（如制膜溶胶组成、涂膜时间、孔结构的控制等）的报道十分有限。
本文以钛酸四异丙脂为原料，通过粒子溶胶路线制备介孔TiO2膜，聚合凝胶路线制备微孔TiO2膜，分别考察了介孔结构及微孔孔结构的影响因素。通过溶胶路线制备出了稳定的TiO2溶胶，采用浸渍涂膜法，以孔径为100 nm的国产及德国Inopor的管式Al2O3微滤膜为支撑体制备负载介孔TiO2膜，优化了负载型介孔TiO2膜的完整性，研究了膜管的密封，同时以非负载介孔TiO2膜为吸附剂，酸性橙7及亚甲基蓝两种染料作为吸附质进行吸附试验，考察了介孔TiO2膜对染料的吸附性能。主要研究结果如下：
（1）采用粒子型溶胶路线制备粒子型TiO2溶胶，解胶前对Ti(OH)4悬浊液进行充分搅拌可以获得稳定性很好的TiO2溶胶，放置半年之后，粒径分布仍保持在10~30 nm。
（2）改变制备条件可以调控介孔TiO2膜的孔结构，干燥温度高、粘合剂用量大及焙烧温度高使膜的孔径增大，粘合剂用量大使比孔容增大，焙烧温度高及干燥温度高均降低膜的比孔容，由组成为m(TiO2):m(PVA):m(HPC)=8:2:2的涂膜溶胶制备的TiO2膜的平均孔径为6.5 nm，孔隙率达到44 %。
（3）以聚合溶胶制备微孔TiO2膜，焙烧温度400 ℃获得的TiO2膜为介孔结构，而350 ℃焙烧获得的TiO2膜均为微孔，且比孔容均过低，几乎无孔。
（4）采用多次浸涂可以明显提高负载介孔TiO2膜的完整性，多次涂膜制得的负载介孔TiO2膜仅存在少量缺陷，已可用于超滤。
（5）介孔TiO2膜对酸碱性不同的酸性橙7和亚甲基蓝分别在酸性和碱性条件下有很高的吸附量，在使用无机膜技术进行染料废水处理时，选择合适的pH值范围，可以防止染料对超滤膜造成污染。
关键词：TiO2膜，孔结构，完整性，吸附性能
相关内容
相关标签