CN109851233A - 一种含有光敏内涂层的特种石英管及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

一种含有光敏内涂层的特种石英管及其制备方法与应用，所述含有光敏内涂层的特种石英管包括石英管本体、附着层和反应层，所述附着层设于石英管本体内壁上，所述反应层设于附着层上。本发明还包括所述含有光敏内涂层的特种石英管的制备方法与应用。在紫外光照射下，内涂层的反应层可以被激活获得捕获有机物质和氨气等的能力，从而去除污染空气中的有机物质和氨气等，具有制造和维护成本低，有利于保障空气净化安全高效运行等特点。

Description

一种含有光敏内涂层的特种石英管及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一种石英管，具体涉及一种含有光敏内涂层的特种石英管及其制备方法与应用。

背景技术

近年来国内环境污染严重，水体空气都有不同程度的污染，大量烃类、醛类、苯系物、蛋白质等有机物及其衍生物以及氨气等进入空气和水体，为了保障公民的健康，需要对环境进行净化，同时对污染源进行治理。目前，国内外已开发了多种针对固体颗粒的空气净化器，净化模式均为过滤。此前的这类过滤型净化器可以去除大量尘埃类固体物质但无法去除半径更小的颗粒甚至气体，为了应对日益恶化的环境，亟需一种结构简单、能有效去除小颗粒甚至小分子且制造成本低的新型净化模式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种结构简单，能有效去除小颗粒甚至小分子，制造成本低的用于空气净化的含有光敏内涂层的特种石英管及其制备方法与应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明之含有光敏内涂层的特种石英管，包括石英管本体、附着层和反应层，所述附着层设于石英管本体内壁上，所述反应层设于附着层上。

进一步，所述附着层为高分子聚合物，可为聚乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯醇等；所述附着层的作用是给反应层提供固定位点，反应层无法直接连接到二氧化硅上，需与附着层形成共价键才能固定在位点，所述附着层通过与石英管建立交联附着在石英管内壁。所述附着层的厚度一般反应在35-50微米厚度。

进一步，所述反应层为光敏物质，可为安息香类有机物及其衍生物等，如二苯乙醇酮或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮等，所述反应层通过化学反应与附着层成化学键从而连接于附着层。所述反应层的厚度没有要求，根据反应条件生成。

进一步，所述石英管本体的口径可根据气流量大小要求灵活设置。

进一步，所述石英管本体由石英熔融而成，形状为空心圆柱形。

以上所述附着层通过与石英管建立交联附着在石英管内壁，可以通过蒸镀或者溶胶凝胶法实现；所述反应层通过化学反应与附着层成化学键从而连接于附着层，可以采用常压高温水浴形成共价键来实现。

本发明之含有光敏内涂层的特种石英管的制备方法，包括以下步骤：先在石英管本体内壁浇筑质量分数5%的高分子聚物水溶液与质量分数10%的二氧化硅溶胶的混合物，其中高分子聚物水溶液与二氧化硅溶胶的体积比为1:2～5，然后冷冻与室温条件下循环放置≥3次，每次冷冻处理6±0.1小时，室温处理0.5±0.05小时，以获得具备附着层的石英管本体；然后将具备附着层的石英管本体与光敏物质进行紫外照射1±0.1h后再进行常压75-100℃水浴2±0.1h形成内涂层的反应层，获得满足上述要求的特种石英管。

本发明之含有光敏内涂层的特种石英管在空气净化中的应用：所述含有光敏内涂层的特种石英管工作时，通过风机引导空气经过过滤头进入到内涂层石英管，依靠过滤头的过滤去除大颗粒固体物质，空气在内涂层石英管内，有机物质和氨气等可以和内涂层反应层发生成化学键的反应，内涂层被外置紫外灯发出的紫外光激活后可以捕获空气中有机物质和氨气等并与其成化学键从而将其固定在反应层上。

本发明的有益效果为：在紫外光照射下，内涂层的反应层可以被激活获得捕获有机物质和氨气等的能力，从而去除污染空气中的有机物质和氨气等；石英管对紫外光高度可透，借助紫外光具有的灭菌的效果，可以对通过内涂层石英管的空气进行灭菌。内涂层石英管方便日常拆装和整体的维修保养，制造和维护成本低，有利于保障空气净化安全高效运行。

附图说明

图1 为本发明含有光敏内涂层的特种石英管的结构示意图；

图2 为本发明含有光敏内涂层的特种石英管用于净化装置的立体结构示意图；

图3 为图2所示净化装置的侧向结构示意图；

图中：1-过滤头，2-外置紫外灯，3-风机，4-内涂层石英管。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

参照图1，本实施例包括石英管本体01、附着层02和反应层03，所述附着层02设于石英管本体01内壁上，所述反应层03设于附着层02上。

本实施例中，所述附着层为高分子聚合物PVA(聚乙烯醇)，当然，也可为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯醇等。所述附着层的作用是给反应层提供固定位点，反应层无法直接连接到二氧化硅上，需与附着层形成共价键才能固定在位点，所述附着层通过与石英管建立交联附着在石英管内壁。

本实施例中，所述反应层为光敏物质BPMA(甲基丙烯酰二苯甲酮酯)，当然，也可为二苯乙醇酮，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮等，所述反应层通过化学反应与附着层成化学键从而连接于附着层。

本实施例中，所述含有光敏内涂层的特种石英管的形状为两头空的圆柱形。

制备方法，包括以下步骤：先在石英管本体内壁浇筑质量分数5%的高分子聚物水溶液与质量分数10%的二氧化硅溶胶的混合物，其中高分子聚物水溶液与二氧化硅溶胶的体积比为1:3，然后冷冻与室温条件下循环放置3次，每次冷冻处理6小时，室温处理0.5小时，以获得具备附着层的石英管本体；然后将具备附着层的石英管本体与光敏物质进行紫外照射1h后再进行常压80℃水浴2h，形成内涂层的反应层，获得满足上述要求的特种石英管。

本发明之含有光敏内涂层的特种石英管在空气净化中的应用：

参照图2和图3，一种含有光敏内涂层的特种石英管的净化装置，包括过滤头1、外置紫外灯2、风机3和含有光敏内涂层的特种石英管4，所述过滤头1、风机3分别连接于含有光敏内涂层的特种石英管4两端，所述外置紫外灯2位于含有光敏内涂层的特种石英管头4的附近，所述过滤头1用于过滤空气中大颗粒固体，所述风机3为空气定向流动提供动力，所述含有光敏内涂层的特种石英管4为空气定向流动提供通道和为空气反应提供场所，所述外置紫外灯2与含有光敏内涂层的特种石英管头4间留有间隙，用于激活石英管内涂层反应层以及对空气进行灭菌。

本实施例中，所述风机3和过滤头1均通过插槽与含有光敏内涂层的特种石英管4连接。

本实施例中，所述外置紫外灯2通过连接杆与风机3相连，且位于含有光敏内涂层的特种石英管4上方。

所述外置紫外灯2的具体数量可根据含有光敏内涂层的特种石英管4长度和数量灵活设置。本实施例纵向布置一组外置紫外灯2。

工作原理：风机3运行时，空气经过风机3引导通过过滤头1进入到含有光敏内涂层的特种石英管4，经过过滤头1的过滤去除大颗粒固体物质，空气在含有光敏内涂层的特种石英管4内，有机物质和氨气等可以和内涂层反应层发生成化学键的反应，内涂层反应层被外置紫外灯2发出的紫外光激活后可以捕获空气中有机物质和氨气等并与其成化学键从而使其固定在反应层上。

Claims (8)

1.一种含有光敏内涂层的特种石英管，其特征在于：包括石英管本体、附着层和反应层，所述附着层设于石英管本体内壁上，所述反应层设于附着层上。

2.根据权利要求1所述的含有光敏内涂层的特种石英管，其特征在于：所述附着层为高分子聚合物。

3.根据权利要求2所述的含有光敏内涂层的特种石英管，其特征在于：，所述高分子聚合物为聚乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚丙烯或聚丙烯醇。

4.根据权利要求1或2所述的含有光敏内涂层的特种石英管，其特征在于：所述反应层为光敏物质。

5.根据权利要求4所述的含有光敏内涂层的特种石英管，其特征在于：所述光敏物质为安息香类有机物及其衍生物。

6.根据权利要求1或2所述的含有光敏内涂层的特种石英管，其特征在于：所述石英管本体由石英熔融而成，形状为空心圆柱形。

7.一种如权利要求1所述的含有光敏内涂层的特种石英管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先在石英管本体内壁浇筑质量分数5%的高分子聚物水溶液与质量分数10%的二氧化硅溶胶的混合物，其中高分子聚物水溶液与二氧化硅溶胶的体积比为1:2～5，然后冷冻与室温条件下循环放置≥3次，每次冷冻处理6±0.1小时，室温处理0.5±0.05小时，以获得具备附着层的石英管本体；然后将具备附着层的石英管本体与光敏物质进行紫外照射1±0.1h后再进行常压75-100℃水浴2±0.1h，形成内涂层的反应层，获得满足上述要求的特种石英管。

8.一种如权利要求1所述的含有光敏内涂层的特种石英管在空气净化中的应用。