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申请/专利权人：合肥工业大学

摘要：本发明公开了一种镁铝水滑石二氧化钛复合光催化耦合厌氧氨氧化的脱氮方法。本发明在二氧化钛基催化剂中掺杂镁铝水滑石，使复合光催化剂具有表面碱性活性位点，实现在微碱性条件下中氧化水中氨氮；利用聚丙烯多面空心球作为漂浮载体，在水中漂浮、旋转，依靠光照和水流剪切力使空心球外部不生长生物膜，实现自清洁；在聚氨酯海绵上负载铁、碳颗粒进行改性，使生物膜载体内部严格厌氧，有利于厌氧氨氧化生物膜的生长；在漂浮载体内部嵌入挂满厌氧氨氧化生物膜的聚氨酯海绵，将光催化氧化氨氮时产生的亚硝态氮中间产物与氨氮进一步反应转化为无害氮气，实现更高效率的脱氮。

主权项：1.一种镁铝水滑石二氧化钛复合光催化耦合厌氧氨氧化的脱氮方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：镁铝水滑石粉末的制备在80℃恒温条件下，向六水合氯化镁和六水合氯化铝的混合溶液中滴加氢氧化钠和碳酸钠溶液，调控体系的pH值在8~10；之后在60℃条件下加热，促进镁铝水滑石晶体的生长和晶化，待冷却至室温后，将沉淀物洗涤、干燥、研磨，得到镁铝水滑石粉末；步骤2：镁铝水滑石二氧化钛复合光催化剂的制备向乙醇溶液中添加盐酸，室温下搅拌，再向溶液中加入钛酸四丁酯及镁铝水滑石，持续搅拌形成混合溶液，超声处理增强分散性，形成浆液；之后升温至150~180℃水热反应20~24h，使TiO2在镁铝水滑石表面均匀生长和晶化，冷却至室温后，将沉淀物洗涤、干燥、研磨，得到镁铝水滑石二氧化钛复合光催化剂；步骤3：复合光催化剂在漂浮载体上的负载在150℃下加热聚酰胺树脂涂料使其完全融化呈熔融态，再将镁铝水滑石二氧化钛复合光催化剂粉末掺入熔融态的聚酰胺树脂中，搅拌分散均匀，得到镁铝水滑石二氧化钛复合光催化剂粉末涂料，随后将粉末涂料均匀涂抹在聚丙烯多面空心球上，等待粉末涂料冷却然后重新凝固，完成镁铝水滑石二氧化钛复合光催化剂粉末在聚丙烯多面空心球上的负载；步骤4：聚氨酯海绵的改性首先对铁颗粒进行预处理，依次用0.1molL的NaOH溶液和0.1molL的HCl溶液浸泡铁颗粒2h，真空干燥；用去离子水洗涤活性炭颗粒，真空干燥；将干燥后的铁颗粒和活性炭颗粒粉碎成粉末，分别通过80目和200目的筛网筛分，混合后以水性聚氨酯胶作为粘合剂负载到聚氨酯海绵表面，完成铁碳-聚氨酯海绵的制备；步骤5：厌氧氨氧化生物膜的形成将铁碳-聚氨酯海绵放置于厌氧氨氧化反应器中，经过30天的富集、驯化、挂膜，最后捞出，得到内部附着大量厌氧氨氧化生物膜的铁碳-聚氨酯海绵载体；步骤6：镁铝水滑石二氧化钛复合光催化剂和厌氧氨氧化生物膜的耦合将内部附着有厌氧氨氧化生物膜的铁碳-聚氨酯海绵用剪刀裁剪成合适的大小，使其尺寸与聚丙烯多面空心球内径保持一致，塞进表面附着镁铝水滑石二氧化钛复合光催化剂的聚丙烯多面空心球内，实现镁铝水滑石二氧化钛复合光催化剂和厌氧氨氧化生物膜的耦合；步骤7：催化降解将步骤6得到的复合载体投入氨氮污染水体中，投加量以复合光催化剂计为1~1.5gL，调控体系为微碱性环境，接着进行光照反应，将氨氮氧化为亚硝酸盐，同时利用厌氧氨氧化反应去除氨氮和亚硝酸盐，即可实现氨氮的高效去除。

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百度查询： 合肥工业大学 一种镁铝水滑石/二氧化钛复合光催化耦合厌氧氨氧化的脱氮方法