陶瓷膜的演变

具有活性表面的陶瓷膜已开始用于水处理行业。这样的活性表面主要包括一些半导体纳米材料，例如二氧化钛，氧化锌，三氧化铁等。这种类型的活性陶瓷膜被紫外线（UV）或阳光激活，参与有机化合物降解的氧化还原过程。在认识到光催化降解多氯联苯（PCB）的作用后，Carey于1976年首次讨论了光催化在水处理领域的应用，半导体材料在其中起了很大的作用。半导体具有一个填充的价带和一个空的导带。在光催化中，半导体吸收能量大于其自身带隙的光子，然后通过激发电子从传导到价带产生电子-空穴对来执行其功能。这些电子-空穴对将在短短几纳秒内复合或与周围的介质发生反应。后者仅在散装介质中的表面缺陷或适当的清除剂（也称为捕获剂）可以捕获电子和/或空穴时才发生。在整个半导体材料中，只有电子或空穴可以正常相互作用。但是，在纳米级材料中，两者都可以在表面上使用并且可以高效地相互作用。尽管尚不完全了解水中有机分子引发粒子表面氧化的机理，但理论包括电子和空穴（正电子）直接氧化，或表面或溶液中产生的羟基自由基的间接氧化，以及综合因素。 。由于悬浮态可以提供表面积和活性，因此悬浮的纳米光催化剂被用于污染物的修复。但是，悬浮法的主要缺点之一是废料的回收和再生（或处理）。涂覆在催化剂表面上的磁性氧化铁纳米粒子可能是一个不错的选择。在聚合物膜上使用催化剂涂层不仅可以形成用于增强分离的活性表面，而且可以消除催化剂回收的复杂性。二氧化钛纳米粒子具有很高的光活性，并在紫外线下具有抗菌活性。因此，基于光解和消毒的净水系统是可行的。也可以将二氧化钛纳米粉施加到陶瓷膜的表面，例如二氧化硅，氧化铝沸石和活性炭，它们在紫外线和存在活性氧的情况下比聚合物更稳定。催化臭氧还可以用于去除水和废水处理中的天然有机物和有机化合物，与催化金属氧化物结合使用时，它可以降解其他物质，例如酚，芳香烃和腐殖质。但是，涂有催化剂的膜面临着与陶瓷水处理膜相同的挑战。与聚合物膜相比，它们的制造成本较高并且堆积密度较低。因此，催化膜不是用作提高当前膜技术性能的方法，而是作为开发陶瓷膜材料的技术。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器