光催化淨水裝置及光催化淨水裝置的製作方法

2023-04-28 18:44:56 1

專利名稱：光催化淨水裝置及光催化淨水裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及水處理領域，特別涉及一種光催化淨水裝置及光催化淨水裝置的製作方法。
背景技術：
近年來，半導體光催化技術在水質淨化領域有了很多的嘗試。其中二氧化鈦以其低廉的價格和優異的光催化響應能力，在眾多光催化劑中發揮著重要作用。二氧化鈦具有良好的光化學特性，穩定性較高，在近紫外光的激發下，電子從價帶躍遷到導帶上，形成空穴和電子對，激活水中的氧，產生活性氧和羥基自由基等具有很高氧化能力的物質，能夠有效降解有機物和環境汙染物。同時能有效殺滅細菌。二氧化鈦光催化劑的使用一般常見懸浮態和固定態。懸浮態淨化效率高，但存在回收難度大的缺點；固定態避免了催化劑的流失，但是淨化效率相對較低。催化劑固定技術種類較多，目前廣泛應用的主要是兩種粉末燒結法和溶膠-凝膠法。粉末燒結法能夠製備活性較高的成品二氧化鈦粉末，但粉末狀的二氧化鈦光催化劑易脫落，制約了其應用前景； 溶膠_凝膠法製備的二氧化鈦光催化劑鍍膜牢固性較好，但活性較差。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種光催化淨水裝置及光催化淨水裝置的製作方法，以實現提高二氧化鈦光催化鍍膜的活性，進而提高水的淨化效果。為解決上述技術問題，本發明的實施例提供技術方案如下一方面，提供一種光催化淨水裝置，包括表面為二氧化鈦光催化鍍膜的金屬網，所述二氧化鈦光催化鍍膜是所述金屬網經過在混合有納米級二氧化鈦微粒的鈦醇鹽凝膠中浸漬提拉後並經過高溫煅燒生成的；紫外燈，用於照射所述金屬網的表面。進一步地，所述裝置還包括時間控制器，用於控制所述紫外燈的照射時間。其中，所述金屬網為不鏽鋼網。其中，所述光催化淨水裝置通過懸掛或固定的方式放置於水缸、水窖或蓄水池中。本發明的實施例還提供了一種光催化淨水裝置的製作方法，包括將鈦醇鹽溶解於有機溶劑中，加入蒸餾水使所述鈦醇鹽水解形成溶膠；將納米級二氧化鈦微粒加入所述溶膠中，經凝化處理後得到凝膠；將金屬網在所述凝膠中浸漬提拉後進行高溫煅燒，得到表面為二氧化鈦光催化鍍膜的金屬網；設置一用於照射所述金屬網的表面的紫外燈。其中，所述光催化淨水裝置的製作方法還包括設置一用於控制所述紫外燈照射時間的時間控制器。
其中，所述金屬網為不鏽鋼網。本發明的實施例具有以下有益效果上述方案中，在傳統的鈦醇鹽溶膠中引入納米級二氧化鈦，將金屬網在凝膠中進行浸漬提拉，形成凝膠薄膜，最後進行高溫煅燒，在金屬網表面形成高活性的二氧化鈦光催化鍍膜，之後利用該金屬網製成光催化淨水裝置。本實施例的光催化淨水裝置相比於傳統的二氧化鈦光催化劑鍍膜，具有更好的活性，能夠提高飲用水淨化效果。


圖1為本發明的實施例光催化淨水裝置的結構示意圖；圖2為本發明的實施例光催化淨水裝置的製作方法的流程示意圖。
具體實施方式
為使本發明的實施例要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。本發明的實施例針對現有技術中溶膠-凝膠法製備的二氧化鈦光催化劑鍍膜牢固性較好，但活性較差的問題，提供一種光催化淨水裝置及光催化淨水裝置的製作方法，能夠提高二氧化鈦光催化鍍膜的活性，提高飲用水淨化效果。本發明的實施例提供了一種光催化淨水裝置，如圖1所示，該裝置包括表面為二氧化鈦光催化鍍膜的金屬網10，該二氧化鈦光催化鍍膜是金屬網10經過在混合有納米級二氧化鈦微粒的鈦醇鹽凝膠中浸漬提拉後並經過高溫煅燒生成的；紫外燈12，用於照射金屬網10的表面。金屬網10可以成半封閉狀，開口側與一頂板11相連接，如圖1所示，可以將紫外燈12固定在頂板11上。進一步地，該裝置還包括時間控制器13，用於控制紫外燈12的照射時間。如圖1所示，時間控制器13與紫外燈12相連接，固定在頂板11的另一側。其中，紫外燈12與外部電源相連接，通過時間控制器13可以控制紫外燈12的工作時間，在水質較好的時候，可以通過時間控制器13適當減少紫外燈12的照射時間；水質較差的時候，可以通過時間控制器13適當增加紫外燈12的照射時間。進一步地，金屬網10可以為不鏽鋼網。其中，納米級二氧化鈦微粒為P25，P25為通過德固賽(Degussa)氣相法生產的納米級二氧化鈦，其直徑為21nm，其銳鈦型與金紅石型之比約為80 20。本實施例的光催化淨水裝置可以通過懸掛或固定的方式放置於水缸、水窖、蓄水池等儲水容器中。在紫外燈12的照射下，二氧化鈦光催化鍍膜金屬網10上的二氧化鈦的電子從價帶躍遷到導帶上，形成空穴和電子對，激活水中的氧，產生活性氧和羥基自由基等具有很高氧化能力的物質，能夠有效降解有機物和環境汙染物，同時也能夠有效殺滅細菌。本實施例的光催化淨水裝置，利用納米級二氧化鈦製成金屬網表面的二氧化鈦光催化鍍膜，能夠提高二氧化鈦光催化鍍膜的活性，大幅度提高了飲用水的光催化淨化效果， 為農村分散供水農戶提供了一個較好的水淨化手段。本發明的實施例還提供了一種光催化淨水裝置的製作方法，如圖2所示，該方法包括步驟201 將鈦醇鹽溶 解於有機溶劑中，加入蒸餾水使該鈦醇鹽水解形成溶膠；步驟202 將納米級二氧化鈦微粒加入該溶膠中，經凝化處理後得到凝膠；具體地，可以按lg/L的比例將納米級二氧化鈦微粒加入到溶膠中；步驟203 將金屬網在該凝膠中浸漬提拉後進行高溫煅燒，得到表面為二氧化鈦光催化鍍膜的金屬網；步驟204 設置一用於照射該金屬網的表面的紫外燈。具體地，可以將該金屬網做成半封閉桶形，與一頂板組成一封閉箱體，在該頂板朝向箱體的一側固定一紫外燈，用於照射該金屬網的表面。進一步地，在上述步驟製成光催化淨水裝置後，還可以設置一用於控制該紫外燈照射時間的時間控制器。具體地，可以在頂板背向箱體的一側固定一時間控制器，時間控制器與紫外燈相連接，用於控制紫外燈的工作時間，用戶可以根據水質情況通過時間控制器來調節紫外燈的照射時間，在水質較好的時候，可以通過時間控制器適當減少紫外燈的照射時間；水質較差的時候，可以通過時間控制器適當增加紫外燈的照射時間。其中，紫外燈與外部電源相連接。其中，納米級二氧化鈦微粒為P25，P25為通過德固賽(Degussa)氣相法生產的納米級二氧化鈦，其直徑為21nm，其銳鈦型與金紅石型之比約為80 20。利用P25可以製成
高活性的二氧化鈦鍍膜。本實施例的光催化淨水裝置的製作方法，在傳統的鈦醇鹽溶膠中引入納米級二氧化鈦，將金屬網在凝膠中進行浸漬提拉，形成凝膠薄膜，最後進行高溫煅燒，在金屬網表面形成高活性的二氧化鈦光催化鍍膜，之後利用該金屬網製成光催化淨水裝置。本實施例的光催化淨水裝置相比於傳統的二氧化鈦光催化劑鍍膜，具有更好的活性，能夠提高飲用水淨化效果，為農村分散供水農戶提供了一個較好的水淨化手段。所述方法實施例是與所述裝置實施例相對應的，在方法實施例中未詳細描述的部分參照裝置實施例中相關部分的描述即可，在裝置實施例中未詳細描述的部分參照方法實施例中相關部分的描述即可。在本發明各方法實施例中，所述各步驟的序號並不能用於限定各步驟的先後順序，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，對各步驟的先後變化也在本發明的保護範圍之內。以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種光催化淨水裝置，其特徵在於，包括表面為二氧化鈦光催化鍍膜的金屬網，所述二氧化鈦光催化鍍膜是所述金屬網經過在混合有納米級二氧化鈦微粒的鈦醇鹽凝膠中浸漬提拉後並經過高溫煅燒生成的； 紫外燈，用於照射所述金屬網的表面。
2.根據權利按要求1所述的光催化淨水裝置，其特徵在於，所述裝置還包括 時間控制器，用於控制所述紫外燈的照射時間。
3.根據權利按要求1所述的光催化淨水裝置，其特徵在於，所述金屬網為不鏽鋼網。
4.根據權利按要求1-3中任一項所述的光催化淨水裝置，其特徵在於，所述光催化淨水裝置通過懸掛或固定的方式放置於水缸、水窖或蓄水池中。
5.一種光催化淨水裝置的製作方法，其特徵在於，包括將鈦醇鹽溶解於有機溶劑中，加入蒸餾水使所述鈦醇鹽水解形成溶膠； 將納米級二氧化鈦微粒加入所述溶膠中，經凝化處理後得到凝膠； 將金屬網在所述凝膠中浸漬提拉後進行高溫煅燒，得到表面為二氧化鈦光催化鍍膜的金屬網；設置一用於照射所述金屬網的表面的紫外燈。
6.根據權利要求5所述的光催化淨水裝置的製作方法，其特徵在於，還包括 設置一用於控制所述紫外燈照射時間的時間控制器。
7.根據權利要求5所述的光催化淨水裝置的製作方法，其特徵在於，所述金屬網為不鏽鋼網。
全文摘要
本發明公開了一種光催化淨水裝置及光催化淨水裝置的製作方法，屬於水處理領域。其中，該光催化淨水裝置包括表面為二氧化鈦光催化鍍膜的金屬網，所述二氧化鈦光催化鍍膜是所述金屬網經過在混合有納米級二氧化鈦微粒的鈦醇鹽凝膠中浸漬提拉後並經過高溫煅燒生成的；紫外燈，用於照射所述金屬網的表面。本發明實施例能夠提高二氧化鈦光催化鍍膜的活性，進而提高水的淨化效果。本發明實施例的技術方案適用於分散供水戶水質淨化。
文檔編號C02F1/32GK102219281SQ20101014751
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月13日 優先權日2010年4月13日
發明者餘薪萍, 張峰, 李文奇, 李玉娟, 毛戰坡, 郝桂玲, 郝紅 申請人:中國水利水電科學研究院