專利名稱：光催化凈水裝置及光催化凈水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，特別涉及一種光催化凈水裝置及光催化凈水裝置的制作方法。
背景技術(shù)：
近年來，半導(dǎo)體光催化技術(shù)在水質(zhì)凈化領(lǐng)域有了很多的嘗試。其中二氧化鈦以其低廉的價(jià)格和優(yōu)異的光催化響應(yīng)能力，在眾多光催化劑中發(fā)揮著重要作用。二氧化鈦具有良好的光化學(xué)特性，穩(wěn)定性較高，在近紫外光的激發(fā)下，電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶上，形成空穴和電子對(duì)，激活水中的氧，產(chǎn)生活性氧和羥基自由基等具有很高氧化能力的物質(zhì)，能夠有效降解有機(jī)物和環(huán)境污染物。同時(shí)能有效殺滅細(xì)菌。二氧化鈦光催化劑的使用一般常見懸浮態(tài)和固定態(tài)。懸浮態(tài)凈化效率高，但存在回收難度大的缺點(diǎn)；固定態(tài)避免了催化劑的流失，但是凈化效率相對(duì)較低。催化劑固定技術(shù)種類較多，目前廣泛應(yīng)用的主要是兩種粉末燒結(jié)法和溶膠-凝膠法。粉末燒結(jié)法能夠制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(yīng)用前景； 溶膠_凝膠法制備的二氧化鈦光催化劑鍍膜牢固性較好，但活性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種光催化凈水裝置及光催化凈水裝置的制作方法，以實(shí)現(xiàn)提高二氧化鈦光催化鍍膜的活性，進(jìn)而提高水的凈化效果。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供技術(shù)方案如下一方面，提供一種光催化凈水裝置，包括表面為二氧化鈦光催化鍍膜的金屬網(wǎng)，所述二氧化鈦光催化鍍膜是所述金屬網(wǎng)經(jīng)過在混合有納米級(jí)二氧化鈦微粒的鈦醇鹽凝膠中浸漬提拉后并經(jīng)過高溫煅燒生成的；紫外燈，用于照射所述金屬網(wǎng)的表面。進(jìn)一步地，所述裝置還包括時(shí)間控制器，用于控制所述紫外燈的照射時(shí)間。其中，所述金屬網(wǎng)為不銹鋼網(wǎng)。其中，所述光催化凈水裝置通過懸掛或固定的方式放置于水缸、水窖或蓄水池中。本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種光催化凈水裝置的制作方法，包括將鈦醇鹽溶解于有機(jī)溶劑中，加入蒸餾水使所述鈦醇鹽水解形成溶膠；將納米級(jí)二氧化鈦微粒加入所述溶膠中，經(jīng)凝化處理后得到凝膠；將金屬網(wǎng)在所述凝膠中浸漬提拉后進(jìn)行高溫煅燒，得到表面為二氧化鈦光催化鍍膜的金屬網(wǎng)；設(shè)置一用于照射所述金屬網(wǎng)的表面的紫外燈。其中，所述光催化凈水裝置的制作方法還包括設(shè)置一用于控制所述紫外燈照射時(shí)間的時(shí)間控制器。
其中，所述金屬網(wǎng)為不銹鋼網(wǎng)。本發(fā)明的實(shí)施例具有以下有益效果上述方案中，在傳統(tǒng)的鈦醇鹽溶膠中引入納米級(jí)二氧化鈦，將金屬網(wǎng)在凝膠中進(jìn)行浸漬提拉，形成凝膠薄膜，最后進(jìn)行高溫煅燒，在金屬網(wǎng)表面形成高活性的二氧化鈦光催化鍍膜，之后利用該金屬網(wǎng)制成光催化凈水裝置。本實(shí)施例的光催化凈水裝置相比于傳統(tǒng)的二氧化鈦光催化劑鍍膜，具有更好的活性，能夠提高飲用水凈化效果。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施例光催化凈水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的實(shí)施例光催化凈水裝置的制作方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的實(shí)施例要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中溶膠-凝膠法制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，提供一種光催化凈水裝置及光催化凈水裝置的制作方法，能夠提高二氧化鈦光催化鍍膜的活性，提高飲用水凈化效果。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種光催化凈水裝置，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(wǎng)10，該二氧化鈦光催化鍍膜是金屬網(wǎng)10經(jīng)過在混合有納米級(jí)二氧化鈦微粒的鈦醇鹽凝膠中浸漬提拉后并經(jīng)過高溫煅燒生成的；紫外燈12，用于照射金屬網(wǎng)10的表面。金屬網(wǎng)10可以成半封閉狀，開口側(cè)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(jìn)一步地，該裝置還包括時(shí)間控制器13，用于控制紫外燈12的照射時(shí)間。如圖1所示，時(shí)間控制器13與紫外燈12相連接，固定在頂板11的另一側(cè)。其中，紫外燈12與外部電源相連接，通過時(shí)間控制器13可以控制紫外燈12的工作時(shí)間，在水質(zhì)較好的時(shí)候，可以通過時(shí)間控制器13適當(dāng)減少紫外燈12的照射時(shí)間；水質(zhì)較差的時(shí)候，可以通過時(shí)間控制器13適當(dāng)增加紫外燈12的照射時(shí)間。進(jìn)一步地，金屬網(wǎng)10可以為不銹鋼網(wǎng)。其中，納米級(jí)二氧化鈦微粒為P25，P25為通過德固賽(Degussa)氣相法生產(chǎn)的納米級(jí)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(shí)施例的光催化凈水裝置可以通過懸掛或固定的方式放置于水缸、水窖、蓄水池等儲(chǔ)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(wǎng)10上的二氧化鈦的電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶上，形成空穴和電子對(duì)，激活水中的氧，產(chǎn)生活性氧和羥基自由基等具有很高氧化能力的物質(zhì)，能夠有效降解有機(jī)物和環(huán)境污染物，同時(shí)也能夠有效殺滅細(xì)菌。本實(shí)施例的光催化凈水裝置，利用納米級(jí)二氧化鈦制成金屬網(wǎng)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凈化效果， 為農(nóng)村分散供水農(nóng)戶提供了一個(gè)較好的水凈化手段。本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種光催化凈水裝置的制作方法，如圖2所示，該方法包括步驟201 將鈦醇鹽溶 解于有機(jī)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(jí)二氧化鈦微粒加入該溶膠中，經(jīng)凝化處理后得到凝膠；具體地，可以按lg/L的比例將納米級(jí)二氧化鈦微粒加入到溶膠中；步驟203 將金屬網(wǎng)在該凝膠中浸漬提拉后進(jìn)行高溫煅燒，得到表面為二氧化鈦光催化鍍膜的金屬網(wǎng)；步驟204 設(shè)置一用于照射該金屬網(wǎng)的表面的紫外燈。具體地，可以將該金屬網(wǎng)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(cè)固定一紫外燈，用于照射該金屬網(wǎng)的表面。進(jìn)一步地，在上述步驟制成光催化凈水裝置后，還可以設(shè)置一用于控制該紫外燈照射時(shí)間的時(shí)間控制器。具體地，可以在頂板背向箱體的一側(cè)固定一時(shí)間控制器，時(shí)間控制器與紫外燈相連接，用于控制紫外燈的工作時(shí)間，用戶可以根據(jù)水質(zhì)情況通過時(shí)間控制器來調(diào)節(jié)紫外燈的照射時(shí)間，在水質(zhì)較好的時(shí)候，可以通過時(shí)間控制器適當(dāng)減少紫外燈的照射時(shí)間；水質(zhì)較差的時(shí)候，可以通過時(shí)間控制器適當(dāng)增加紫外燈的照射時(shí)間。其中，紫外燈與外部電源相連接。其中，納米級(jí)二氧化鈦微粒為P25，P25為通過德固賽(Degussa)氣相法生產(chǎn)的納米級(jí)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可以制成
高活性的二氧化鈦鍍膜。本實(shí)施例的光催化凈水裝置的制作方法，在傳統(tǒng)的鈦醇鹽溶膠中引入納米級(jí)二氧化鈦，將金屬網(wǎng)在凝膠中進(jìn)行浸漬提拉，形成凝膠薄膜，最后進(jìn)行高溫煅燒，在金屬網(wǎng)表面形成高活性的二氧化鈦光催化鍍膜，之后利用該金屬網(wǎng)制成光催化凈水裝置。本實(shí)施例的光催化凈水裝置相比于傳統(tǒng)的二氧化鈦光催化劑鍍膜，具有更好的活性，能夠提高飲用水凈化效果，為農(nóng)村分散供水農(nóng)戶提供了一個(gè)較好的水凈化手段。所述方法實(shí)施例是與所述裝置實(shí)施例相對(duì)應(yīng)的，在方法實(shí)施例中未詳細(xì)描述的部分參照裝置實(shí)施例中相關(guān)部分的描述即可，在裝置實(shí)施例中未詳細(xì)描述的部分參照方法實(shí)施例中相關(guān)部分的描述即可。在本發(fā)明各方法實(shí)施例中，所述各步驟的序號(hào)并不能用于限定各步驟的先后順序，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，對(duì)各步驟的先后變化也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光催化凈水裝置，其特征在于，包括表面為二氧化鈦光催化鍍膜的金屬網(wǎng)，所述二氧化鈦光催化鍍膜是所述金屬網(wǎng)經(jīng)過在混合有納米級(jí)二氧化鈦微粒的鈦醇鹽凝膠中浸漬提拉后并經(jīng)過高溫煅燒生成的； 紫外燈，用于照射所述金屬網(wǎng)的表面。
2.根據(jù)權(quán)利按要求1所述的光催化凈水裝置，其特征在于，所述裝置還包括 時(shí)間控制器，用于控制所述紫外燈的照射時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利按要求1所述的光催化凈水裝置，其特征在于，所述金屬網(wǎng)為不銹鋼網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利按要求1-3中任一項(xiàng)所述的光催化凈水裝置，其特征在于，所述光催化凈水裝置通過懸掛或固定的方式放置于水缸、水窖或蓄水池中。
5.一種光催化凈水裝置的制作方法，其特征在于，包括將鈦醇鹽溶解于有機(jī)溶劑中，加入蒸餾水使所述鈦醇鹽水解形成溶膠； 將納米級(jí)二氧化鈦微粒加入所述溶膠中，經(jīng)凝化處理后得到凝膠； 將金屬網(wǎng)在所述凝膠中浸漬提拉后進(jìn)行高溫煅燒，得到表面為二氧化鈦光催化鍍膜的金屬網(wǎng)；設(shè)置一用于照射所述金屬網(wǎng)的表面的紫外燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光催化凈水裝置的制作方法，其特征在于，還包括 設(shè)置一用于控制所述紫外燈照射時(shí)間的時(shí)間控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光催化凈水裝置的制作方法，其特征在于，所述金屬網(wǎng)為不銹鋼網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光催化凈水裝置及光催化凈水裝置的制作方法，屬于水處理領(lǐng)域。其中，該光催化凈水裝置包括表面為二氧化鈦光催化鍍膜的金屬網(wǎng)，所述二氧化鈦光催化鍍膜是所述金屬網(wǎng)經(jīng)過在混合有納米級(jí)二氧化鈦微粒的鈦醇鹽凝膠中浸漬提拉后并經(jīng)過高溫煅燒生成的；紫外燈，用于照射所述金屬網(wǎng)的表面。本發(fā)明實(shí)施例能夠提高二氧化鈦光催化鍍膜的活性，進(jìn)而提高水的凈化效果。本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案適用于分散供水戶水質(zhì)凈化。
文檔編號(hào)C02F1/32GK102219281SQ20101014751
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者余薪萍, 張峰, 李文奇, 李玉娟, 毛戰(zhàn)坡, 郝桂玲, 郝紅 申請(qǐng)人:中國水利水電科學(xué)研究院