專利名稱：TiO的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種水質(zhì)凈化裝置，特別是一種TiO2薄膜光催化水質(zhì)凈化裝置，屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
城市生活污水處理廠二級處理后雖然可以達(dá)標(biāo)排放，但仍然含有大量有機(jī)氯、有機(jī)磷、芳香類化合物等難降解有機(jī)物和細(xì)菌、重金屬等有害物質(zhì)，不能滿足一些高要求的場合。而且隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，城市生活污水二級處理已經(jīng)不能保證出水要求，因此活性炭吸附、臭氧或者次氯酸鈉氧化等被應(yīng)用到污水三級處理來，但是高額的處理費(fèi)用和對微量有害物質(zhì)處理效果不理想等影響了它們的廣泛應(yīng)用。同樣，在飲用水深度凈化處理中也存在同樣的問題。TiO2等半導(dǎo)體材料在紫外光照射下產(chǎn)生的強(qiáng)氧化作用及它們的可重復(fù)利用性使人們看到了一種具有很大潛力的水質(zhì)深度處理方法。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利號94108255.5，名稱為光催化劑和用其凈化水的方法，該專利技術(shù)采用在無機(jī)多孔材料上沉積半導(dǎo)體顆粒和微生物的光催化劑及凈化水的方法，但是該方法中的光催化劑沉積在0.1～100mm無機(jī)多孔顆粒上，影響了催化劑對光的吸收利用，而且較小的顆粒光催化劑存在分離、回收的問題。檢索中還發(fā)現(xiàn)，中國專利號為95244568.9，名稱為固定膜光催化氧化水質(zhì)深度凈化器，該專利裝置的紫外光源位于凈化器中心，涂載了TiO2催化劑的玻璃纖維網(wǎng)分布在光源周圍，這雖然在一定程度上解決了光催化劑回收利用的問題，但是由于透光率無法保證，影響了催化劑對光源能量的有效利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種TiO2薄膜光催化水質(zhì)凈化裝置，使催化劑能有效的利用光源能量，提高水質(zhì)凈化處理能力。本發(fā)明裝置由紫外燈管、光催化反應(yīng)腔、外殼組成，紫外燈管位于水質(zhì)催化凈化裝置中心，石英玻璃光催化反應(yīng)腔分布在燈管周圍，外殼的內(nèi)壁鍍反光層，反光層材料選用鋁或者銀為佳，以增加對紫外光的反射，裝置內(nèi)有多個光源以及反應(yīng)腔，各反應(yīng)腔之間并聯(lián)，或串聯(lián)，以增加待處理水與光催化劑的接觸時間、接觸面積，反應(yīng)腔的頂部或者底部連接充氧或空氣的裝置。本發(fā)明裝置的石英玻璃反應(yīng)腔內(nèi)填充以小石英玻璃管或石英玻璃片為載體的TiO2薄膜光催化劑，反應(yīng)腔為石英玻璃容器，其中以石英玻璃管為佳，整個反應(yīng)裝置為圓筒狀或者多邊形狀。
光催化去除水中有害物質(zhì)的原理是當(dāng)光量子能量(hv)≥半導(dǎo)體材料的禁帶寬度(Eg)的光照射到半導(dǎo)體光催化劑時，光催化劑表面產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化作用的·OH自由基等，可以將水中有機(jī)污染物氧化為水和二氧化碳，同時光催化劑表面還產(chǎn)生具有強(qiáng)還原能力的O2-等自由基，可以將水中重金屬離子等還原。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作和維護(hù)方便，可用于城市生活污水二級處理后出水的深度處理或者其他需要進(jìn)行水質(zhì)深度凈化的應(yīng)用，如自來水深度凈化，飲用水、高純水處理等。將紫外光源置于反應(yīng)裝置中心，以石英玻璃管為光催化反應(yīng)腔，并在反應(yīng)裝置外殼內(nèi)壁鍍反光材料鋁或銀以增加對紫外線的反射，使得本發(fā)明中的光催化水質(zhì)凈化裝置能夠有效利用光源能量，大大提高了催化凈化能力。本發(fā)明的石英玻璃反應(yīng)腔內(nèi)填充以小石英玻璃管和石英玻璃片為載體的TiO2薄膜光催化劑催化活性高、穩(wěn)定性好，可有效去除水中有機(jī)污染物等有害物質(zhì)。催化劑與載體結(jié)合牢靠，可長期使用，且催化劑薄膜負(fù)載在小石英玻璃管或者石英玻璃片上大大提高了紫外光的透過率，使催化劑對光源能量得到充分有效利用。同時，用小石英玻璃管或石英玻璃片作為光催化薄膜載體填充于石英玻璃管作為反應(yīng)腔既提高了光催化的表面積，又能保證水在反應(yīng)腔中暢流，提高了水凈化處理能力。本發(fā)明還配有空氣鼓入裝置，通過水中含氧量的增加和對水的攪拌，顯著提高了水質(zhì)凈化效率。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明裝置由石英玻璃光催化反應(yīng)腔1、紫外燈管2、外殼3組成，紫外燈管2位于水質(zhì)催化凈化裝置中心，石英玻璃光催化反應(yīng)腔1分布在燈管2周圍，外殼3的內(nèi)壁鍍反光層，石英玻璃光催化反應(yīng)腔1的頂部或者底部連接充氧或者空氣的裝置，整個反應(yīng)裝置為圓筒狀或者多邊形。
石英玻璃光催化反應(yīng)腔1內(nèi)填充以小石英玻璃管或石英玻璃片為載體的TiO2薄膜光催化劑，反應(yīng)腔1為石英玻璃容器，其中以石英玻璃管為佳，外殼3內(nèi)壁鍍反光層，反光層材料選用鋁或者銀為佳。裝置內(nèi)有多個光催化反應(yīng)腔1，反應(yīng)腔1之間串聯(lián)或并聯(lián)，反應(yīng)腔1頂部或者底部連接空氣或者氧氣充入裝置。
權(quán)利要求
1.一種TiO2薄膜光催化水質(zhì)凈化裝置，主要包括紫外燈管(2)、外殼(3)，其特征在于還包括石英玻璃光催化反應(yīng)腔(1)，紫外燈管(2)位于水質(zhì)催化凈化裝置中心，石英玻璃光催化反應(yīng)腔(1)分布在燈管(2)周圍，外殼(3)的內(nèi)壁鍍反光層，石英玻璃光催化反應(yīng)腔(1)的頂部或者底部連接充氧或者空氣的裝置，整個反應(yīng)裝置為圓筒狀或者多邊形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種TiO2薄膜光催化水質(zhì)凈化裝置，其特征是光催化反應(yīng)腔(1)內(nèi)填充以小石英玻璃管或石英玻璃片為載體的TiO2薄膜光催化劑，反應(yīng)腔(1)為石英玻璃容器，其中以石英玻璃管為佳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種TiO2薄膜光催化水質(zhì)凈化裝置，其特征是外殼(3)的內(nèi)壁鍍反光層，反光層材料選用鋁或者銀為佳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種TiO2薄膜光催化水質(zhì)凈化裝置，其特征是裝置內(nèi)有多個光催化反應(yīng)腔(1)，反應(yīng)腔(1)之間串聯(lián)或并聯(lián)，反應(yīng)腔(1)頂部或者底部連接空氣或者氧氣充入裝置。
全文摘要
TiO
文檔編號C02F1/32GK1390788SQ0213620
公開日2003年1月15日 申請日期2002年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月25日
發(fā)明者上官文峰, 陳銘夏, 施建偉, 劉震炎, 陳敏生 申請人:上海交通大學(xué)