一種底吹式光催化多孔透水磚的制備方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種底吹式光催化多孔透水磚的制備方法及裝置，屬于復(fù)合材料成形技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，同時(shí)企業(yè)生產(chǎn)工藝落后，管理水平較低且物料消耗高，造成單位產(chǎn)品的污染物排放量過高，所產(chǎn)生的大量廢水廢氣嚴(yán)重的影響著人類的健康和生存環(huán)境，環(huán)境污染治理已成為現(xiàn)代社會(huì)面臨和亟待解決的重要問題之一。目前正在使用的如化學(xué)氧化法、物理吸附法、高溫焚燒法和微生物處理等方法，對(duì)環(huán)境的保護(hù)和治理起到了一定作用，但是這些方法都不同程度的存在一些不足，如效率低下、不能徹底治理污染、易產(chǎn)生二次污染、能耗高等問題。因此，尋求高效、環(huán)境友好的污染物處理技術(shù)日益成為人們研究的熱點(diǎn)。
[0003]光催化技術(shù)是上世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)的一種高效、清潔、徹底的污染物處理技術(shù)，目前研究的較多的納米Ti02可在光輻射條件下，將水體中一些難以降解的化合物降解為Η 20和C02，因此納米晶Ti02光催化降解法是一種極具應(yīng)用前景的水處理新技術(shù)。但納米晶Ti02的負(fù)載基體的選擇與制備一直是阻礙打02光催化方法推廣使用的瓶頸。由于T1 2光催化膜進(jìn)行降解反應(yīng)的前提是需要將周圍介質(zhì)中的污染物分子進(jìn)行大量的捕獲，這就需要光催化膜與污水具有較大的接觸面積，其前提是負(fù)載基體材料具有較高的比表面積，因此基體多采用多孔型材料，如硅膠、沸石、玻璃纖維、多孔陶瓷等。
[0004]但上述基體材料在工程應(yīng)用中普遍具有成本高、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，只適合于小型凈化裝置或處理模塊中使用，不適合在水利環(huán)保工程中大規(guī)模的使用。因此目前亟需一種可制備具有孔洞分布均勻、比表面積大、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、生產(chǎn)成本低的透水基體材料的方法及裝置，并在此基礎(chǔ)上制備出負(fù)載了納米晶打02光催化膜的多孔透水磚，該技術(shù)對(duì)光催化技術(shù)在水環(huán)境治理中的推廣應(yīng)用具有積極的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種底吹式光催化多孔透水磚的制備方法及裝置，所制備的光催化多孔透水磚具有孔洞分布均勻、形態(tài)規(guī)則、貫通性好、比表面積大、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，適用于大規(guī)模生產(chǎn)光催化多孔透水磚材料。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
底吹式光催化多孔透水磚的制備裝置，其結(jié)構(gòu)包括成形模具5、透氣端蓋2、多孔襯板
8、提拉桿3、尼龍網(wǎng)10、進(jìn)氣管9和排水管10，其中成形模具5上端安裝有透氣端蓋2，成形模具5內(nèi)部安裝有多孔襯板8 ;多孔襯板8上方放置有尼龍網(wǎng)10，成形模具5中部與提拉桿3的下端螺紋連接，所述提拉桿3的上端還穿過透氣端蓋2位于成形模具5的上端；所述進(jìn)氣管9和排水管10均安裝于成形模具5的下部與成形模具5的底部連通。
[0007]其制備方法，包括如下工藝步驟: (1)將株徑為lcm~3cm的秸桿去除側(cè)葉后放入粉碎機(jī)中，粉碎成長(zhǎng)度為lcm~2cm的顆粒；
(2)將粉碎好的秸桿顆粒放入模數(shù)為3.0、波美度為50.0的水玻璃溶液中浸泡30分鐘，取出自然干燥24小時(shí)；
(3)將包覆了水玻璃膜的秸桿顆粒放入桐油中浸泡5分鐘，取出自然干燥24小時(shí)；
(4)將秸桿顆粒、水泥、河砂、水玻璃(模數(shù)為3.0，波美度為30)、短切玻璃纖維絲(長(zhǎng)度為5cm)、水泥發(fā)泡劑和水按100: 80: 50: 150: 1: 5: 100的質(zhì)量比投入攪拌機(jī)中攪拌均勻；
(5)將混勻后的漿料倒入成形模具5中，蓋上透氣端蓋2，并通過進(jìn)氣管9通入溫度為80°C、氣壓為3~5MPa的C02氣體，通氣時(shí)間為5分鐘；
(6)靜置2小時(shí)后將多孔磚從成形模具5中取出，在自然狀態(tài)下干燥5~7天；
(7)將多孔磚放入馬弗爐中，在150°C保溫1小時(shí)，緩慢升溫至400°C保溫5小時(shí)，然后隨爐冷卻至常溫，即可獲得多孔透水磚。
[0008](8)將所制備的多孔透水磚完全浸漬于光催化鍍液(成分體積比為:鈦酸乙酯:乙醇:水:二乙醇胺:乙酸=1:4.5:2:0.6:0.03)，并在鍍液中進(jìn)行反復(fù)提拉5分鐘，取出干燥2小時(shí)；反復(fù)此步驟操作3~4次，即可獲得負(fù)載了納米晶Ti02光催化膜的多孔透水磚。
[0009]本發(fā)明具有以下有益效果:
1)采用水泥、砂作為成形基材，水玻璃作為粘結(jié)劑，玻璃纖維作為基體增強(qiáng)材料，所制備的多孔透水磚具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，適用于各類水環(huán)境治理工程領(lǐng)域；
2)采用秸桿作為造孔填料，通過選擇不同株徑秸桿和調(diào)整秸桿粉碎粒度，可制備具有不同孔徑的多孔材料，同時(shí)也為秸桿循環(huán)再利用提供了一種方法；
3)采用在混合漿料底部通入高壓C02氣體的方法，可在秸桿填料間形成連通孔，且C02可促使水玻璃快速凝固，從而保證連通孔不被封閉，提高了多孔材料的貫通率；
4)混合漿料中添加有水泥發(fā)泡劑，可在秸桿形成的孔洞內(nèi)表面形成大量微小的二次氣孔，不但增大了透水磚的比表面積，而且還提高了 Ti02納米光催化膜的附著強(qiáng)度，有效的提高其水質(zhì)凈化效率，延長(zhǎng)其維護(hù)周期；
5)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適宜進(jìn)行大批量生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0010]附圖1是底吹式光催化多孔透水磚的制備裝置的主視圖；
附圖2是圖1的左視圖；
附圖3是透氣端蓋示意圖附圖4是多孔襯板示意圖。
[0011]圖中的1是螺栓、2是透氣端蓋、3是提拉桿、4是混合漿料、5是成形模具、6是排水管、7是罐腳、8是多孔襯板、9是進(jìn)氣管、10是尼龍網(wǎng)、11是透氣孔、12是螺栓孔。
【具體實(shí)施方式】
[0012]底吹式光催化多孔透水磚的制備裝置，其結(jié)構(gòu)包括成形模具5、透氣端蓋2、多孔襯板8、提拉桿3、尼龍網(wǎng)10、進(jìn)氣管9和排水管10，其中成形模具5為上端開口的長(zhǎng)方體中空罐體，成形模具5上端安裝有透氣端蓋2，成形模具5內(nèi)部安裝有多孔襯板8 ;透氣端蓋2、多孔襯板8均為多孔板結(jié)構(gòu)，多孔襯板8上方放置有尼龍網(wǎng)10，成形模具5中部與提拉桿3的下端螺紋連接，所述提拉桿3的上端還穿過透氣端蓋2位于成形模具5的上端；所述進(jìn)氣管9和排水管10均安裝于成形模具5的下部與成形模具5的底部連通。
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
如圖1~圖4所示，底吹式光催化多孔透水磚的制備裝置，其結(jié)構(gòu)包括成形模具5、透氣端蓋2、多孔襯板8、提拉桿3、尼龍網(wǎng)10、進(jìn)氣管9和排水管6 ;所述成形模具5為上端開口的長(zhǎng)方體中空罐體，上端開口設(shè)有法蘭邊，采用厚度為8_不銹鋼板焊接而成，內(nèi)腔的長(zhǎng)、寬、高分別為 60cm、50cm、100cm。
[0014]所述透氣端蓋2為多孔板結(jié)構(gòu)，如圖3所示，孔徑1cm，孔間距3cm。透氣端蓋2通過螺栓1固定于成形模具5上端。
[0015]所述多孔襯板8也為多孔板結(jié)構(gòu)，如圖4所示，孔徑1cm，孔間距3cm。多孔襯板水平固定于成形模具5中部。
[0016]所述尼龍網(wǎng)10平鋪于多孔襯板8上，網(wǎng)眼密度為30~40目，用于承托混合漿料，防止其向下泄漏。
[0017]所述提拉桿3下端與多孔襯板8中心螺紋連接，上端穿過透氣端蓋2中心，頂部為環(huán)狀，方便手動(dòng)提起。
[0018]所述進(jìn)氣管9固定于成形模具下部，一端與成形模具5底部連通，另一端與氣栗連接，用于向模具內(nèi)導(dǎo)入C02氣體。
[0019]所述排水管6均安裝于成形模具5下部，并與成形模具底5部連通，用于排出模具底部的積水。
[0020]實(shí)施例1:
將玉米稻