高性能水質(zhì)凈化器的制造方法
【專利摘要】高性能水質(zhì)凈化器屬于利用多孔質(zhì)的硅膠或者電氣石載體通過特殊加工方法負(fù)載二氧化鈦薄膜的凈化劑為介質(zhì)而制成的高性能凈化器領(lǐng)域，是由不銹鋼箱體和凈水裝置組成，在不銹鋼箱體的側(cè)壁上裝有l(wèi)ed紫外線燈，凈水裝置是在不銹鋼箱體中間裝有玻璃容器，玻璃容器的下端開有入水口，頂端開有出水口，在玻璃容器的內(nèi)壁上按之字形裝有玻璃板，玻璃板的另一端與玻璃容器內(nèi)壁留有空隙，將顆粒狀凈化劑充塞于玻璃容器內(nèi)。有益效果：該水質(zhì)凈化器本身不受水質(zhì)污染，表面不會產(chǎn)生水垢，能夠充分有效地分解水中的有害物質(zhì)及細(xì)菌微生物。可以用于工業(yè)排水的水質(zhì)凈化、飲用水的水質(zhì)凈化，可以加工制造家庭用的水質(zhì)凈化器，達(dá)到直飲水的效果。
【專利說明】高性能水質(zhì)凈化器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于利用多孔質(zhì)的硅膠或者電氣石載體通過特殊加工方法負(fù)載二氧化鈦薄膜的凈化劑為介質(zhì)而制成的高性能凈化器領(lǐng)域，具體的說是涉及一種能夠滅菌凈化的利用多孔質(zhì)硅膠或者電氣石為載體通過特殊加工方法負(fù)載二氧化鈦薄膜的凈化劑為介質(zhì)而制成的高性能水質(zhì)凈化器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，大量的且不斷增加的HOCs最終必然進(jìn)入到自然界的水循環(huán)體系中，并不可避免地出現(xiàn)在飲用水中；特別是人與動物的藥物的濫用、電子和塑料垃圾的泛濫，使新興的有機(jī)有害物在飲用水中不斷涌現(xiàn)；它們所具有的高毒性和極強的生物蓄積性，即使含量極微，也會對人類的健康構(gòu)成極大的風(fēng)險。在我國，水系中個別持久性有機(jī)污染物的水平處在全球范圍內(nèi)的高端。
[0003]徹底清除飲用水中的HOCs對保障人類健康是必需的，目前我國的飲用水處理工藝中，根本沒有考慮對HOCs的清除。目前普遍認(rèn)為:對水中成分復(fù)雜，物化性質(zhì)復(fù)雜的HOCs的清除，屬于飲用水的深層處理，是非常艱難的。一些研究所提出的吸附方法不僅不能將其徹底清除掉，而且從環(huán)境整體上看，只是起到了濃縮轉(zhuǎn)移的效果；另一些研究所采用的氧化分解法，必須使用適應(yīng)廣泛的強氧化劑，而強氧化劑不僅成本高、操作危險，而且容易導(dǎo)致水體的二次污染。
[0004]就水體凈化而言，由于受水體的富營養(yǎng)化的沖擊，水生微生物的大量繁殖對飲用水的消毒處理越來越艱難，不斷增加化學(xué)消毒品的使用劑量或者增大紫外輻射所產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)品又帶來了新的公眾健康的問題，既要從微生物角度保證飲水安全，又要減少DBPs的產(chǎn)生，這對飲用水處理是一個重大的挑戰(zhàn)。納米光催化，特別是Ti02作為適合范圍廣且操作安全、環(huán)境友好的材料用于水的滅菌消毒研究，較早受到關(guān)注。將這種不僅能處理掉有害化學(xué)物質(zhì)，而且在可見光下能持久的殺滅水體中微生物的特殊氧化處理過程稱為超氧化，認(rèn)為Ti02用于水的AOP處理，是未來水處理的發(fā)展趨勢。
[0005]二氧化鈦作為白色顏料，已經(jīng)廣泛使用在牙膏、化妝品、涂料等行業(yè)。通常在常溫常壓條件下，其化學(xué)、物理性質(zhì)非常穩(wěn)定，不溶于堿、酸、水及一般有機(jī)溶劑，甚至不與氟化氫、氮及硫化氫等化學(xué)反應(yīng)性極強的氣體發(fā)生反應(yīng)。作為光催化劑噴植成膜后具有耐久性、抗磨耗性、安全、經(jīng)濟(jì)和實用等優(yōu)點。
[0006]二氧化鈦有金紅石(rutile, R type)、銳鈦礦(anatase, A type)及板鈦礦(toookite)三種結(jié)晶結(jié)構(gòu)。其中，金紅石是最穩(wěn)定的結(jié)晶體，銳鈦礦及板鈦礦在高溫下會轉(zhuǎn)換成金紅石結(jié)構(gòu)，而且這種反應(yīng)是不可逆的。
[0007]當(dāng)二氧化鈦受到能量大于二氧化鈦能帶的光照射時，會產(chǎn)生電子和電洞，它們與水和氧發(fā)生反應(yīng)會產(chǎn)生活性氫氧自由基(OH)及過氧基等活性氧(O2)成分。這些活性氧成分具有很強的反應(yīng)性，特別是活性氫氧自由基，它具有120kal/mol的能量，而構(gòu)成有機(jī)化合物的碳一碳(C一C)、碳一氣(C一N)、碳一氧(C一H)、氧一氧(O —H)、氣一氧(N —H)的共價鍵，結(jié)合鍵能100kal/mol左右；如果活性氫氧自由基及過氧基等作用于碳一碳、碳一氮、碳一氫、氧一氫、氮一氫的結(jié)合鍵之上。這些結(jié)合會被輕易破壞，并使有機(jī)化合物分解。所以利用光催化技術(shù)幾乎可以使所有有害的有機(jī)化合物最終分解為二氧化碳和水等無毒性物質(zhì)。
[0008]我們通常采用的光催化劑為銳鈦礦的二氧化鈦，在紫外線照射和可視光條件下，能使其發(fā)生光催化反應(yīng)。二氧化鈦具有分解全部有機(jī)化合物的神奇力量。
[0009]二氧化鈦受光線照射后，會產(chǎn)生活性氫氧自由基等活性氧。這種活性氧和氯氣、次氯酸、雙氧水、臭氧等氧化劑具相比有更強的氧化能力，因此利用光催化作用不僅可以進(jìn)行殺菌和消毒，同時它還可以溶解水中及空氣中含有的各種有害有機(jī)化合物，并進(jìn)行分解，使其變得無害。因此光催化技術(shù)可以用于水源處理、除臭、汽車廢氣處理、空氣凈化、土壤處理、抗菌、防霉、去污、防滑、解決住宅綜合癥候群，以及防止醫(yī)院的內(nèi)部傳染等各種環(huán)境處理。
[0010]二氧化鈦具有
[0011]1、凈化空氣:因Ti02所產(chǎn)生的氫氧自由基會先行破壞有機(jī)氣體分子的能量鍵，使有機(jī)氣體成為單一的氣體分子，加快有機(jī)物質(zhì)、氣體的分解，將空氣中的甲醛、苯等各種有機(jī)物、氮氧化物、硫氧化物以及氨等氧化，還原成為無害物質(zhì)。它可將人體臭，動物臭及煙味去除，凈化空氣。光觸媒氧化鈦在接觸光時，能發(fā)揮消臭、抗菌、防污等優(yōu)良性能，尤其是在解決大氣環(huán)境惡化、新型建筑材料及家具中的化學(xué)物質(zhì)對室內(nèi)環(huán)境的影響、汽車尾氣產(chǎn)生的大氣污染等問題時，受到了人們的歡迎。
[0012]2、除臭:煙臭，垃圾臭，動物體臭，污泥臭，生活臭等除臭作用。二氧化鈦Ti02比臭氧(03)負(fù)離子，有更強的氧化能力；比活性碳、HEAP有更強的吸附力，亦具有活性碳、HEAP所沒有的分解功效(分解細(xì)菌)。Τ?02脫臭能力根據(jù)歐美國家權(quán)威實驗室測試，每一平方公分的Ti02與每一平方公分的 高效能纖維活性碳比較，Τ?02的脫臭能力為高效能纖維活性碳的150倍，相當(dāng)于500個活碳冰箱除臭劑。
[0013]3、防污:防止香煙焦油，一般油污的附著及廁所馬桶發(fā)黃；防止金屬生銹，防止被涂物體的褪色。
[0014]4、殺菌
[0015]?以Ti02的超氧化能力破壞細(xì)胞的細(xì)胞膜使細(xì)胞質(zhì)流失導(dǎo)致細(xì)菌死亡；
[0016]?凝固病毒的蛋白質(zhì)，抑制病毒的活性，并且捕捉、殺除空氣中的浮游細(xì)菌，其能力高達(dá)99.96% ；
[0017]?可殺除大腸桿菌、綠膿菌、金黃色葡萄球菌、黑曲菌等；
[0018]?可分解空氣中的過敏源、減少過敏性疾病及氣喘，亦可分解細(xì)菌，
[0019]5、防霉抗菌:防止發(fā)霉及藻類的生成，防止水垢的附著。
[0020]6、經(jīng)光觸媒處理后的物體表面會產(chǎn)生超親水特性，當(dāng)灰塵污垢落在物體表面上后，只需以清水清洗，灰塵污垢會隨清水脫落，具有防污自凈的功能。
[0021]納米Ti02晶體作為光催化劑，在波長小于387.5nm的紫外線照射下，能產(chǎn)生電子和空穴對，即載流子，能使氧分子產(chǎn)生具有強氧化作用的羥基自由基，進(jìn)而產(chǎn)生氧化分解作用，可分解與之接觸的包括細(xì)菌在內(nèi)的幾乎所有的難分解的有機(jī)化合物，最終使之轉(zhuǎn)化成CO2，產(chǎn)生“零”廢物。但是，由于納米粒子難回收，不能重復(fù)利用；光生載流子很容易重新復(fù)合，光催化的量子效率很低；純粹的納米Ti02需要紫外線的輔助才能引發(fā)催化反應(yīng)，而實際太陽光線中紫外線只占3%?5%，催化分解效率極低，等種種原因，使看似很有價值的新型材料很難應(yīng)用到對水中HOCs的深處理上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本實用新型針對上述技術(shù)存在的問題，提供了一種采用光觸媒硅膠或者光觸媒電氣石作為水質(zhì)凈化填充劑制造水質(zhì)凈化器，該水質(zhì)凈化器能夠有效地分解污染水中的有害有機(jī)化合物、微生物、細(xì)菌等有害物質(zhì)，達(dá)到直飲水的小分子團(tuán)高含氧量的凈化水的效果。
[0023]本實用新型的技術(shù)方案:高性能水質(zhì)凈化器，是由不銹鋼箱體和凈水裝置組成，在不銹鋼箱體的側(cè)壁上裝有l(wèi)ed紫外線燈，凈水裝置是在不銹鋼箱體中間裝有玻璃容器，玻璃容器的下端開有入水口，頂端開有出水口，在玻璃容器的內(nèi)壁上按之字形裝有玻璃板，玻璃板的另一端與玻璃容器內(nèi)壁留有空隙，將顆粒狀凈化劑充塞于玻璃容器內(nèi)。
[0024]所述的高性能水質(zhì)凈化器，其顆粒狀凈化劑是二氧化鈦硅膠凈化劑或者是二氧化鈦電氣石凈化劑。
[0025]有益效果:該水質(zhì)凈化器本身不受水質(zhì)污染，表面不會產(chǎn)生水垢，能夠充分有效地分解水中的有害物質(zhì)及細(xì)菌微生物?？梢杂糜诠I(yè)排水的水質(zhì)凈化、飲用水的水質(zhì)凈化，可以加工制造家庭用的水質(zhì)凈化器，達(dá)到直飲水的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0026]本實用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖
[0027]圖中:1、不銹鋼箱體；2、led紫外線燈；3、玻璃容器；4、入水口 ；5、出水口 ；6、玻璃板；7、顆粒狀凈化劑
【具體實施方式】
[0028]如圖中所示，高性能水質(zhì)凈化器，是由不銹鋼箱體I和凈水裝置組成，在不銹鋼箱體I的側(cè)壁上裝有l(wèi)ed紫外線燈2，凈水裝置是在不銹鋼箱體I中間裝有玻璃容器3，玻璃容器3的下端開有入水口 4，頂端開有出水口 5，在玻璃容器3的內(nèi)壁上按之字形裝有玻璃板6，玻璃板6的另一端與玻璃容器3內(nèi)壁留有空隙，將顆粒狀凈化劑7充塞于玻璃容器3內(nèi)。
[0029]所述的高性能水質(zhì)凈化器，其顆粒狀凈化劑7是二氧化鈦硅膠或者是二氧化鈦電氣石。
[0030]實施例1
[0031]當(dāng)水從入水口 4進(jìn)入到玻璃容器3里，沿著之字形玻璃板6往上升，經(jīng)過玻璃容器3里的顆粒狀凈化劑7在不銹鋼箱體I的側(cè)壁上的led紫外線燈2的光催化作用，將水中的有害物質(zhì)進(jìn)行分解凈化后，由出水口排出。
[0032]實施例2
[0033]同實施例1相同，只是顆粒狀凈化劑采用二氧化鈦硅膠時，利用硅膠的多孔質(zhì)和巨大的比面積的特性，使二氧化鈦更有效的分解凈化水中的有害物質(zhì)。
[0034]實施例3[0035]同實施例1、2相同，當(dāng)顆粒狀凈化劑采用二氧化鈦電氣石時，利用電氣石的多孔質(zhì)和巨大的比面積，以及電氣石有永久性微弱電流為0.06毫安培，放射4?14微米的遠(yuǎn)紅外線的特性，在沒有光線的情況下，能夠激發(fā)二氧化鈦的光催化活性。
【權(quán)利要求】
1.高性能水質(zhì)凈化器是由不銹鋼箱體(I)和凈水裝置組成，其特征在于:在不銹鋼箱體(I)的側(cè)壁上裝有l(wèi)ed紫外線燈(2)，凈水裝置是在不銹鋼箱體(I)中間裝有玻璃容器(3)，玻璃容器(3)的下端開有入水口(4)，頂端開有出水口(5)，在玻璃容器(3)的內(nèi)壁上按之字形裝有玻璃板出)，玻璃板出)的另一端與玻璃容器(3)內(nèi)壁留有空隙，將顆粒狀凈化劑⑵充塞于玻璃容器(3)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能水質(zhì)凈化器，其特征在于:其顆粒狀凈化劑(7)是二氧化鈦硅膠或者是二氧化鈦電氣石。
【文檔編號】C02F1/32GK203382534SQ201320440510
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】馮澤云, 韓延昆 申請人:北京納琦環(huán)?？萍加邢薰?br>