CN102219281B - 光催化净水装置及光催化净水装置的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光催化净水装置及光催化净水装置的制作方法，属于水处理领域。其中，该光催化净水装置包括：表面为二氧化钛光催化镀膜的金属网，所述二氧化钛光催化镀膜是所述金属网经过在混合有纳米级二氧化钛微粒的钛醇盐凝胶中浸渍提拉后并经过高温煅烧生成的；紫外灯，用于照射所述金属网的表面。本发明实施例能够提高二氧化钛光催化镀膜的活性，进而提高水的净化效果。本发明实施例的技术方案适用于分散供水户水质净化。

Description

光催化净水装置及光催化净水装置的制作方法
技术领域
本发明涉及水处理领域，特别涉及一种光催化净水装置及光催化净水装置的制作方法。
背景技术
近年来，半导体光催化技术在水质净化领域有了很多的尝试。其中二氧化钛以其低廉的价格和优异的光催化响应能力，在众多光催化剂中发挥着重要作用。
二氧化钛具有良好的光化学特性，稳定性较高，在近紫外光的激发下，电子从价带跃迁到导带上，形成空穴和电子对，激活水中的氧，产生活性氧和羟基自由基等具有很高氧化能力的物质，能够有效降解有机物和环境污染物。同时能有效杀灭细菌。
二氧化钛光催化剂的使用一般常见悬浮态和固定态。悬浮态净化效率高，但存在回收难度大的缺点；固定态避免了催化剂的流失，但是净化效率相对较低。催化剂固定技术种类较多，目前广泛应用的主要是两种：粉末烧结法和溶胶-凝胶法。粉末烧结法能够制备活性较高的成品二氧化钛粉末，但粉末状的二氧化钛光催化剂易脱落，制约了其应用前景；溶胶-凝胶法制备的二氧化钛光催化剂镀膜牢固性较好，但活性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光催化净水装置及光催化净水装置的制作方法，以实现提高二氧化钛光催化镀膜的活性，进而提高水的净化效果。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种光催化净水装置，包括：
表面为二氧化钛光催化镀膜的金属网，所述二氧化钛光催化镀膜是所述金属网经过在混合有纳米级二氧化钛微粒的钛醇盐凝胶中浸渍提拉后并经过高温煅烧生成的；
紫外灯，用于照射所述金属网的表面。
进一步地，所述装置还包括：
时间控制器，用于控制所述紫外灯的照射时间。
其中，所述金属网为不锈钢网。
其中，所述光催化净水装置通过悬挂或固定的方式放置于水缸、水窖或蓄水池中。
本发明的实施例还提供了一种光催化净水装置的制作方法，包括：
将钛醇盐溶解于有机溶剂中，加入蒸馏水使所述钛醇盐水解形成溶胶；
将纳米级二氧化钛微粒加入所述溶胶中，经凝化处理后得到凝胶；
将金属网在所述凝胶中浸渍提拉后进行高温煅烧，得到表面为二氧化钛光催化镀膜的金属网；
设置一用于照射所述金属网的表面的紫外灯。
其中，所述光催化净水装置的制作方法还包括：
设置一用于控制所述紫外灯照射时间的时间控制器。
其中，所述金属网为不锈钢网。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，在传统的钛醇盐溶胶中引入纳米级二氧化钛，将金属网在凝胶中进行浸渍提拉，形成凝胶薄膜，最后进行高温煅烧，在金属网表面形成高活性的二氧化钛光催化镀膜，之后利用该金属网制成光催化净水装置。本实施例的光催化净水装置相比于传统的二氧化钛光催化剂镀膜，具有更好的活性，能够提高饮用水净化效果。
附图说明
图1为本发明的实施例光催化净水装置的结构示意图；
图2为本发明的实施例光催化净水装置的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有技术中溶胶-凝胶法制备的二氧化钛光催化剂镀膜牢固性较好，但活性较差的问题，提供一种光催化净水装置及光催化净水装置的制作方法，能够提高二氧化钛光催化镀膜的活性，提高饮用水净化效果。
本发明的实施例提供了一种光催化净水装置，如图1所示，该装置包括：
表面为二氧化钛光催化镀膜的金属网10，该二氧化钛光催化镀膜是金属网10经过在混合有纳米级二氧化钛微粒的钛醇盐凝胶中浸渍提拉后并经过高温煅烧生成的；
紫外灯12，用于照射金属网10的表面。金属网10可以成半封闭状，开口侧与一顶板11相连接，如图1所示，可以将紫外灯12固定在顶板11上。
进一步地，该装置还包括：
时间控制器13，用于控制紫外灯12的照射时间。如图1所示，时间控制器13与紫外灯12相连接，固定在顶板11的另一侧。
其中，紫外灯12与外部电源相连接，通过时间控制器13可以控制紫外灯12的工作时间，在水质较好的时候，可以通过时间控制器13适当减少紫外灯12的照射时间；水质较差的时候，可以通过时间控制器13适当增加紫外灯12的照射时间。
进一步地，金属网10可以为不锈钢网。
其中，纳米级二氧化钛微粒为P25，P25为通过德固赛(Degussa)气相法生产的纳米级二氧化钛，其直径为21nm，其锐钛型与金红石型之比约为80∶20。
本实施例的光催化净水装置可以通过悬挂或固定的方式放置于水缸、水窖、蓄水池等储水容器中。在紫外灯12的照射下，二氧化钛光催化镀膜金属网10上的二氧化钛的电子从价带跃迁到导带上，形成空穴和电子对，激活水中的氧，产生活性氧和羟基自由基等具有很高氧化能力的物质，能够有效降解有机物和环境污染物，同时也能够有效杀灭细菌。
本实施例的光催化净水装置，利用纳米级二氧化钛制成金属网表面的二氧化钛光催化镀膜，能够提高二氧化钛光催化镀膜的活性，大幅度提高了饮用水的光催化净化效果，为农村分散供水农户提供了一个较好的水净化手段。
本发明的实施例还提供了一种光催化净水装置的制作方法，如图2所示，该方法包括：
步骤201：将钛醇盐溶解于有机溶剂中，加入蒸馏水使该钛醇盐水解形成溶胶；
步骤202：将纳米级二氧化钛微粒加入该溶胶中，经凝化处理后得到凝胶；
具体地，可以按1g/L的比例将纳米级二氧化钛微粒加入到溶胶中；
步骤203：将金属网在该凝胶中浸渍提拉后进行高温煅烧，得到表面为二氧化钛光催化镀膜的金属网；
步骤204：设置一用于照射该金属网的表面的紫外灯。
具体地，可以将该金属网做成半封闭桶形，与一顶板组成一封闭箱体，在该顶板朝向箱体的一侧固定一紫外灯，用于照射该金属网的表面。
进一步地，在上述步骤制成光催化净水装置后，还可以设置一用于控制该紫外灯照射时间的时间控制器。
具体地，可以在顶板背向箱体的一侧固定一时间控制器，时间控制器与紫外灯相连接，用于控制紫外灯的工作时间，用户可以根据水质情况通过时间控制器来调节紫外灯的照射时间，在水质较好的时候，可以通过时间控制器适当减少紫外灯的照射时间；水质较差的时候，可以通过时间控制器适当增加紫外灯的照射时间。
其中，紫外灯与外部电源相连接。
其中，纳米级二氧化钛微粒为P25，P25为通过德固赛(Degussa)气相法生产的纳米级二氧化钛，其直径为21nm，其锐钛型与金红石型之比约为80∶20。利用P25可以制成高活性的二氧化钛镀膜。
本实施例的光催化净水装置的制作方法，在传统的钛醇盐溶胶中引入纳米级二氧化钛，将金属网在凝胶中进行浸渍提拉，形成凝胶薄膜，最后进行高温煅烧，在金属网表面形成高活性的二氧化钛光催化镀膜，之后利用该金属网制成光催化净水装置。本实施例的光催化净水装置相比于传统的二氧化钛光催化剂镀膜，具有更好的活性，能够提高饮用水净化效果，为农村分散供水农户提供了一个较好的水净化手段。
所述方法实施例是与所述装置实施例相对应的，在方法实施例中未详细描述的部分参照装置实施例中相关部分的描述即可，在装置实施例中未详细描述的部分参照方法实施例中相关部分的描述即可。
在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种光催化净水装置，其特征在于，包括： 
表面为二氧化钛光催化镀膜的金属网，所述二氧化钛光催化镀膜是所述金属网经过在混合有纳米级二氧化钛微粒的钛醇盐凝胶中浸渍提拉后并经过高温煅烧生成的，所述钛醇盐凝胶为将钛醇盐溶解于有机溶剂中，加入蒸馏水使所述钛醇盐水解形成溶胶，再将纳米级二氧化钛微粒加入所述溶胶中经凝化处理后得到； 
紫外灯，用于照射所述金属网的表面。 
2.根据权利要求1所述的光催化净水装置，其特征在于，所述装置还包括： 
时间控制器，用于控制所述紫外灯的照射时间。 
3.根据权利要求1所述的光催化净水装置，其特征在于，所述金属网为不锈钢网。 
4.根据权利要求1-3中任一项所述的光催化净水装置，其特征在于，所述光催化净水装置通过悬挂或固定的方式放置于水缸、水窖或蓄水池中。 
5.一种光催化净水装置的制作方法，其特征在于，包括： 
将钛醇盐溶解于有机溶剂中，加入蒸馏水使所述钛醇盐水解形成溶胶； 
将纳米级二氧化钛微粒加入所述溶胶中，经凝化处理后得到凝胶； 
将金属网在所述凝胶中浸渍提拉后进行高温煅烧，得到表面为二氧化钛光催化镀膜的金属网； 
设置一用于照射所述金属网的表面的紫外灯。 
6.根据权利要求5所述的光催化净水装置的制作方法，其特征在于，还包括： 
设置一用于控制所述紫外灯照射时间的时间控制器。 
7.根据权利要求5所述的光催化净水装置的制作方法，其特征在于，所述金属网为不锈钢网。 
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