CN114214632A

CN114214632A - 一种锐型生物钛表面处理装置及其处理方法

Info

Publication number: CN114214632A
Application number: CN202111570772.5A
Authority: CN
Inventors: 严明全; 张正
Original assignee: Huai'an Titanium Valley Technology Co ltd
Current assignee: Huai'an Titanium Valley Technology Co ltd
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-03-22
Anticipated expiration: 2041-12-21
Also published as: CN114214632B; CN115710739A

Abstract

本发明公开的属于钛建材自动化阳极技术领域，具体为一种锐型生物钛表面处理装置及其处理方法，包括阳极氧化处理池和第一顶板，所述阳极氧化处理池的内壁上开设有若干反应槽，所述第一顶板的底部两端均固定安装第一固定板，还包括，连接在两组第一固定板之间的横移结构，和连接在横移结构上的纵移结构，和连接在纵移结构上的升降结构，和连接在升降结构上的翻转结构，本发明采用离子沉积技术，经过处理后的钛金属板中掺杂入钛金属板中掺杂入Na、Ni和Cu离子，使金属钛表面达到长效吸附降解温室及有害气体的效果，本发明通过在横移、纵移结构和升降结构，可以实现快速多次处理，大大缩短了工序时间。

Description

一种锐型生物钛表面处理装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及钛建材自动化阳极技术领域，具体为一种锐型生物钛表面处理装置及其处理方法。

背景技术

阳极化处理，是一种金属表面处理工艺，是指金属材料在电解质溶液中，通过外施阳极电流使其表面形成氧化膜的一种材料保护技术，又称表面阳极氧化。

现有专利号为202011530540.2公开的《一种锐型生物钛板材及其制备方法》，该制备方法包括，钛板材依次经一次阳极氧化、至少三次等电压处理、二次阳极氧化后形成TiO2纳米管，即锐型生物钛板材；该方法中的至少三次等电压处理，可以除去附着性差的杂质和坍塌的纳米管和阳极氧化表面的疏松膜层，有助于形成高度有序、孔径排列理想、比表面积大的纳米管，且等电压处理后的二氧化钛纳米管的抑菌性较好；且该方法制备得到的钛板材可以达到长效抑菌的效果。

然而该专利还存在一些缺陷：首先该专利制备方法中得到钛板材只能起到抑菌效果并不能对多种温室气体进行有效吸附降解；其次，用于实现该专利制备方法的设备不能满足整到工序的需求并需要人工辅助，造成工序之间间隔时间较长。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种锐型生物钛表面处理方法来有效吸附降解多种温室气体。

本发明的另一个目的在于提供一种锐型生物钛表面处理装置来实现一次酸洗、一次冲洗、一次阳极氧化、二次酸洗、二次冲洗、二次阳极氧化、三次冲洗、三次阳极氧化、一次电沉积、四次冲洗、二次电沉积、三次电沉积，缩短每道工序的间隔时间，提高生产效率。

为实现上述目的，本发明提供一种锐型生物钛表面处理装置，包括阳极氧化处理池和第一顶板，所述阳极氧化处理池的内壁上开设有若干反应槽，所述第一顶板的底部两端均固定安装第一固定板，所述第一顶板的顶部两端均固定安装连接杆；还包括：连接在两组第一固定板之间的横移结构；和连接在横移结构上的纵移结构；和连接在纵移结构上的升降结构；和连接在升降结构上的翻转结构，且翻转结构上设有电镀工装，所述电镀工装位于反应槽的内侧;

所述横移结构包括连接在两组第一固定板之间的第一移动组件；和连接在左侧第一固定板上的第一驱动组件，且第一驱动组件与第一移动组件相连接;所述第一移动组件包括第一螺杆，所述第一螺杆通过轴承转动连接在两组第一固定板之间，所述第一螺杆上螺纹连接螺母，所述螺母固定安装在第一滑块上，所述第一滑块底部设有纵移结构;

所述纵移结构两端均设有第二固定板，两组第二固定板顶部之间通过第二顶板连接，第二顶板固定设置在滑块底部；纵移结构包括连接在两组第二固定板之间的第二移动组件；和连接在左侧第二固定板上的第二驱动组件且第二驱动组件与第二移动组件连接。

作为本发明所述的一种锐型生物钛表面处理装置的一种优选方案，所述第一滑块的顶端内壁滑动连接第一导向杆，所述第一导向杆固定安装在两组第一固定板之间。

作为本发明所述的一种锐型生物钛表面处理装置的一种优选方案，所述第一驱动组件包括箱体一，所述箱体一固定安装在左侧第一固定板上，所述箱体一内壁安装伺服电机一，所述伺服电机一的输出轴通过联轴器固定连接第一螺杆。

作为本发明所述的一种锐型生物钛表面处理装置的一种优选方案，所述第二移动组件包括第二螺杆，第二螺杆通过轴承转动连接在两组第二固定板之间，第二螺杆上设有第二滑块，第二滑块上设有和第二螺杆相互配合的螺纹孔，两组第二固定板之间还设有第二导向杆，第二导向杆设置在第二螺杆上方且第二导向杆穿过第二滑块并与其滑动连接，第二滑块下方固定有升降结构。

作为本发明所述的一种锐型生物钛表面处理装置的一种优选方案，所述第二驱动组件包括伺服电机三，伺服电机三固定安装在左侧第二固定板上，伺服电机三的输出轴通过联轴器固定连接第二螺杆。

作为本发明所述的一种锐型生物钛表面处理装置的一种优选方案，所述升降结构包括盒体，所述盒体固定安装在第二滑块的底部上，所述盒体内壁安装气缸，所述气缸的输出端通过活塞杆固定安装翻转结构。

作为本发明所述的一种锐型生物钛表面处理装置的一种优选方案，所述翻转结构包括连接板和转动轮，所述连接板固定安装在气缸中的活塞杆上，所述连接板底部固定安装支撑板，所述支撑板底部固定安装箱体二，所述箱体二的内壁安装伺服电机二，所述伺服电机二的输出轴通过连接杆固定安装齿轮；

所述转动轮外侧内壁开设有连接槽，所述连接槽的外侧内壁均设有若干齿牙，所述转动轮的中端内壁开设有固定槽，所述固定槽的内壁通过夹板卡接电镀工装，所述转动轮的形状设置成椭圆形，所述连接槽的形状是将方形槽的两端设置成半圆形；

所述齿轮与所述齿牙啮合连接；

所述连接板底部固定安装空心管，所述空心管内壁滑动连接活塞，所述活塞底部固定安装实心杆，所述空心管的底端内壁固定安装挡板，所述挡板内壁滑动连接实心杆，所述实心杆上设有弹簧，所述实心杆的底部固定安装方块，所述方块上通过轴承转动连接转轴，所述转轴上固定安装导向轮，所述导向轮的底部与所述转动轮的顶部相接触，所述弹簧位于挡板和方块之间。

一种锐型生物钛表面处理方法，所述处理方法为钛板材经过一次酸洗、一次冲洗、一次阳极氧化、二次酸洗、二次冲洗、二次阳极氧化、三次冲洗、三次阳极氧化，三次阳极氧化后，进入一次电沉积溶液中，在低电压4-50V进行一次电沉积，电沉积钛板材幅面的1/3，留1/3幅面保持原有的二氧化钛纳米管，之后对电沉积后的钛板材进行四次冲洗，再对钛板材剩下幅面的1/3进行二次电沉积和三次电沉积，经过处理后的钛金属板中掺杂入Ni和Cu离子，使金属钛表面达到对多种温室气体长效吸附降解的效果。

1/3幅面保持原有的二氧化钛纳米管部分光催化CO2还原过程，反应式如下：

吸附在氧空位上的CO₂得到电子形成活化CO₂分子，此时，原来的直线型 CO₂分子会变成弯曲的不稳定分子，与水中的H自由基结合生成CO。CO从材料表面脱离进入气相中，也有一小部分CO得到电子进一步还原为CH₄。氧空位处由于失去电子会使周围的Ti³⁺变为Ti⁴⁺，随后光生电子-空穴不断的产生，氧空位处的电荷由于不平衡会再一次形成负电荷中心，使氧空位周围的Ti⁴⁺形成 Ti³⁺，如此反复循环使CO₂源源不断地被还原；空穴迁移到表面的将羟基自由基氧化成O₂。

经过处理后的钛金属板中掺杂入Ni和Cu离子,随着表面纳米颗粒中 Ni 和Cu 元素双金属的存在，光催化还原 CO₂反应的速率明显上升，同时，光催化产氢气和光催化还原为CO的速率降低，表明在镍铜双金属有利于表面光催化还原CO₂。在 NiCu0.05/b-TiO2样品具有最高的还原速率，达到 18.5µmol‧g^-1‧h^-1，光催化还原CO₂为甲烷的速率是表面没有助催化剂TiO₂纳米片的 5.1 倍，表明形成很强相互作用的镍铜合金提供的活性位点，也进一步说明在过渡金属NiCux纳米颗粒表面对光催化还原 CO₂具有显著提升作用。

当镍铜比为 54:56，接近 1:1 时，即在 NiCu0.05/b-TiO₂样品具有最好的光催化还原 CO₂，这时由于镍铜两种金属形成混合时，会改变表面的电子分布，增强两者的协同作用，使合金中的镍铜元素的各原子更加独立分散，带来更多的活性位点，有利于光催化还原二氧化碳的反应。

作为本发明所述的一种锐型生物钛表面处理装置的一种优选方案，所述一次酸洗液配比：HF∶H₂O=1∶10 室温；

二次酸洗液配比：[0.06g／L Na₂HPO₄+ HF]∶H₂O=1∶10室温；

一次、二次、三次阳极氧化液配比：[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10室温；

一次电沉积溶液配比为：[0.03-0.05mol/L NaCl+100mL/L H₃PO₄+20g/LC₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10室温；

Na与SO₂等硫化物皆有反应效果，不同条件下均能形成有效的降解作用。

4Na+SO₂=2Na₂O+S

SO₂过量：4Na+3SO₂=2Na₂SO₃+S

Na过量：6Na+SO₂=2Na₂O+Na₂S

二次电沉积溶液成分为 250g/L NiSO₄·6H₂O+0-25g/L H₃BO₃+3-5g/L糖精

三次电沉积溶液成分为：30g/L CuSO₄·4H₂O+50-80g/L（NH₄）2SO₄+50g/L C₆H₈O₇。

作为本发明所述的一种锐型生物钛表面处理装置的一种优选方案，所述二次电沉积和三次电沉积实现的条件为：在低电压下0.5-50V，电流密度1.25-7A/dm²、PH1.5-4、沉积温度20-40℃工艺条件下进行电沉积。

与现有技术相比：

1.通过在横移、纵移结构和升降结构带动电镀工装上的钛板进行横向、纵向移动和上下运动，再通过翻转结构带动电镀工装上的钛板进行翻转移动，使快速多次处理的需求得以完成，反应槽之间切换间隔缩短，使得钛建材在表面处理的过程中效果更加优秀，同时缩短了工序时间，提高了工作效率。

2.通过本发明通过设置导向轮，导向轮可以上下移动，导向轮可以根据连接槽和转动轮外壁之间的厚度来调节导向轮和齿轮之间的距离，使齿轮和转动轮连接槽内的齿压紧密配合，结合导向轮增加齿轮和齿压配合的稳定性。

3.本发明采用离子沉积（电沉积）技术，经过处理后的钛金属板中掺杂入Na、Ni和Cu离子，紧密契合使金属钛表面具有吸附降解温室气体的效果。

附图说明

图1为本发明结构正视示意图；

图2为本发明图1中A处结构放大示意图；

图3为本发明纵移结构示意图；

图4为本发明翻转结构正视示意图；

图5为本发明翻转结构侧视示意图；

图6为本发明阳极氧化处理池结构示意图；

图7为本发明图4中B处结构放大示意图；

图8为本发明实施例4处理后的钛板材24h内对混合气体吸收的参数对比矩阵图；

图中：阳极氧化处理池1、反应槽11、第一顶板2、连接杆21、第一固定板22、横移结构3、第一驱动组件31、箱体一311、伺服电机一312、第一移动组件32、第一螺杆321、螺母322、第一滑块323、第一导向杆324、升降结构4、盒体41、气缸42、翻转结构5、连接板51、支撑板511、箱体二52、伺服电机二53、齿轮54、转动轮55、连接槽56、齿牙57、固定槽58、转轴591、导向轮592、方块593、空心管594、实心杆595、活塞596、弹簧597、挡板598、电镀工装6、纵移结构7、第二移动组件71、第二导向杆711、第二丝杆712、第二滑块713、第一驱动组件72、伺服电机三721、第二固定板8、第二顶板9。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

请参照图1和图6，本发明提供一种锐型生物钛表面处理装置，包括阳极氧化处理池1和第一顶板2，阳极氧化处理池1上有十二个反应槽11，分为散排，一排三个对称设置，九个反应槽11分别对应一次酸洗、一次冲洗、一次阳极氧化、二次酸洗、二次冲洗、二次阳极氧化、三次冲洗、三次阳极氧化、一次电沉积、四次冲洗、二次电沉积、三次电沉积，12个工艺，第一顶板2的底部两端固定安装第一固定板22，两组第一固定板22之间还有横移结构3；横移结构3上有纵移结构7；连接在纵移结构7上有升降结构4；升降结构4上有翻转结构5，翻转结构5上设有电镀工装6，电镀工装上夹装钛板材，钛板材和对应九个反应槽11相互配合，反应槽11具有放置酸洗液或氧化液的作用；顶板2的顶部两端还固定安装连接杆21，连接杆21具有与外部物体进行固定的作用，从而将顶板2吊起。

请参照图2，横移结构3包括连接在两组第一固定板22之间的第一移动组件32、连接在左侧第一固定板22上的第一驱动组件31，第一驱动组件31与第一移动组件32相连接；第一移动组件32包括第一螺杆321，第一螺杆321通过轴承转动连接在两组第一固定板22之间，第一螺杆321上螺纹连接螺母322，螺母322固定设置在第一滑块323内，第一滑块323上有凹槽，凹槽内固定有螺母322，第一滑块323底部设有纵移结构7；第一滑块323的顶端内壁滑动连接第一导向杆324，第一导向杆324起到导向作用，使第一滑块323沿第一导向杆324来回移动；第一导向杆324固定安装在两组第一固定板22之间；第一驱动组件31包括箱体一311，箱体一311固定安装在左侧第一固定板22上，箱体一311内壁安装伺服电机一312，箱体一311主要起到保护伺服电机一312作用，可以提高伺服电机一312的使用寿命，伺服电机一312的输出轴通过联轴器固定连接第一螺杆321，通过伺服电机一312工作带动第一螺杆转动321从而带动第一滑块323左右移动。

请参照图3，纵移结构7两端都有第二固定板8，两组第二固定板8顶部之间通过第二顶板9连接，第二顶板9固定设置在滑块323底部；纵移结构7包括连接在两组第二固定板8之间的第二移动组件71、连接在左侧第二固定板8上的第二驱动组件72且第二驱动组件72与第二移动组件71连接；第二移动组件71包括第二螺杆712，第二螺杆712通过轴承转动连接在两组第二固定板8之间，第二螺杆712上设有第二滑块713，第二滑块713上设有和第二螺杆712相互配合的螺纹孔，两组第二固定板8之间还设有第二导向杆711，第二导向杆711起到导向作用，可以使第二滑块713沿第二导向711杆左右滑动，增加移动稳定性；第二导向杆711设置在第二螺杆712上方且第二导向杆711穿过第二滑块713并与其滑动连接，第二滑块713下方固定有升降结构4；第二驱动组件72包括伺服电机三721，伺服电机三721固定安装在左侧第二固定板8上，伺服电机三721的输出轴通过联轴器固定连接第二螺杆712，通过伺服电机三721工作，带动第二螺杆712转动从而带动第二滑块713来回移动。

请参照图3，升降结构4包括盒体41，盒体41固定安装在第二滑块713的底部上，盒体41内壁安装气缸42，气缸42的输出端通过活塞杆固定安装翻转结构5，通过将气缸缸体放置在盒体可以起到保护气缸缸体的作用，可以延长其使用寿命。

请参照图4、图5和图7，翻转结构5包括连接板51和转动轮55，连接板51固定安装在气缸42中的活塞杆上，通过活塞杆带动连接板51上下移动，连接板51底部固定安装支撑板511，支撑板511底部固定安装箱体二52，箱体二52的内壁安装伺服电机二53，箱体二52主要是起到保护伺服电机二53的作用，提高其使用寿命；伺服电机二53的输出轴通过连接杆固定安装齿轮54；转动轮55外侧内壁开设有连接槽56，连接槽56的外侧内壁均设有若干齿牙57，转动轮55的中端内壁开设有固定槽58，固定槽58为通槽，固定槽58的内壁固定有电镀工装6，电镀工装6可以焊接或者通过夹板固定或者其它形式安装在固定槽58内壁上，电镀工装夹6具上固定有钛板材，转动轮55的形状设置成椭圆形，连接槽56的形状是将方形槽的两端设置成半圆形；齿轮54与齿牙57啮合连接；连接板51底部固定安装空心管594，空心管594内壁滑动连接活塞596，活塞596底部固定安装实心杆595，空心管594的底端内壁固定安装挡板598，挡板598内壁滑动连接实心杆595，实心杆595上设有弹簧597，实心杆595的底部固定安装方块593，方块593上通过轴承转动连接转轴591，转轴591上固定安装导向轮592，导向轮592的底部与转动轮55的顶部相接触，弹簧597位于挡板598和方块593之间，通过设置弹簧597、挡板598、活塞596、实心杆595使导向轮592可以上下移动，导向轮592可以根据连接槽56和转动轮55外壁之间的厚度来调节导向轮592和齿轮54之间的距离，使齿轮54和转动轮55连接槽56内的齿牙57紧密配合，结合导向轮592增加齿轮55和齿牙57配合的稳定性。

本发明处理装置可以满足本发明工艺各个流程所需的设备需求，能够快速实现本发明工艺流程，有效缩短各工序之间的间隔时间，提高工作效率。

实施例2

一种锐型生物钛表面处理方法，所述处理方法为钛板材进入一次酸洗液配比为HF∶H₂O=1∶10的溶液中进行一次酸洗，在通过纯水进行一次冲洗，后进入一次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10溶液中进行一次阳极氧化，在进入二次酸洗液配比为 Na₂HPO₄ 0.06g／L+ HF∶H₂O=1∶10溶液中进行二次酸洗，在通过纯水进行二次冲洗，然后进入二次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中进行二次阳极氧化，再通过纯水进行三次冲洗，最后进入三次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中进行三次阳极氧化反应，反应后在进入一次电沉积配比为[0.03mol/L NaCl+100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中，在低电压4V进行一次电沉积，电沉积钛板材幅面的1/3，留1/3幅面保持原有的二氧化钛纳米管，之后对电沉积后的钛板材进行四次冲洗，四次冲洗后在进入二次电沉积溶液成分为250g/L NiSO₄·6H₂O（硫酸镍）+3g/L糖精的溶液中，在低电压下0.5V，电流密度1.25A/dm²、PH1.5、沉积温度20℃工艺条件下对钛板材剩下幅面的1/3进行二次电沉积，二次电沉积后在进入三次电沉积溶液成分为：30g/L CuSO₄·4H₂O（硫酸铜）+50g/L（NH₄）₂SO₄（硫酸铵）+50g/L C₆H₈O₇（柠檬酸）的溶液中，在低电压下0.5V，电流密度1.25/dm²、PH1.5、沉积温度20℃工艺条件下对钛板材剩下幅面的1/3进行三次电沉积，经过处理后的钛金属板中掺杂入Na、Ni和Cu离子，使金属钛表面达到对多种温室气体长效吸附降解的效果。

实施例3

一种锐型生物钛表面处理方法，所述处理方法为钛板材进入一次酸洗液配比为HF∶H₂O=1∶10的溶液中进行一次酸洗，在通过纯水进行一次冲洗，后进入一次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10溶液中进行一次阳极氧化，在进入二次酸洗液配比为 Na₂HPO₄ 0.06g／L+ HF∶H₂O=1∶10溶液中进行二次酸洗，在通过纯水进行二次冲洗，然后进入二次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中进行二次阳极氧化，再通过纯水进行三次冲洗，最后进入三次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中进行三次阳极氧化反应，反应后在进入一次电沉积配比为[0.04mol/L NaCl+100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中，在低电压16V进行一次电沉积，电沉积钛板材幅面的1/3，留1/3幅面保持原有的二氧化钛纳米管，之后对电沉积后的钛板材进行四次冲洗，四次冲洗后在进入二次电沉积溶液成分为250g/L NiSO₄·6H₂O（硫酸镍）+6g/L H₃BO₃（硼酸）+4g/L糖精的溶液中，在低电压下12V，电流密度2.75A/dm²、PH2.05、沉积温度25℃工艺条件下对钛板材剩下幅面的1/3进行二次电沉积，二次电沉积后在进入三次电沉积溶液成分为：30g/L CuSO₄·4H₂O（硫酸铜）+57.5g/L（NH₄）₂SO₄（硫酸铵）+50g/L C₆H₈O₇（柠檬酸）的溶液中，在低电压下12V，电流密度2.75A/dm²、PH2.05、沉积温度25℃工艺条件下对钛板材剩下幅面的1/3进行三次电沉积，经过处理后的钛金属板中掺杂入Na、Ni和Cu离子，使金属钛表面达到对多种温室气体长效吸附降解的效果。

实施例4

一种锐型生物钛表面处理方法，所述处理方法为钛板材进入一次酸洗液配比为HF∶H₂O=1∶10的溶液中进行一次酸洗，在通过纯水进行一次冲洗，后进入一次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10溶液中进行一次阳极氧化，在进入二次酸洗液配比为 Na₂HPO₄ 0.06g／L+ HF∶H₂O=1∶10溶液中进行二次酸洗，在通过纯水进行二次冲洗，然后进入二次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中进行二次阳极氧化，再通过纯水进行三次冲洗，最后进入三次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中进行三次阳极氧化反应，反应后在进入一次电沉积配比为[0.04mol/L NaCl+100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中，在低电压27V进行一次电沉积，电沉积钛板材幅面的1/3，留1/3幅面保持原有的二氧化钛纳米管，之后对电沉积后的钛板材进行四次冲洗，四次冲洗后在进入二次电沉积溶液成分为250g/L NiSO₄·6H₂O（硫酸镍）+13g/L H₃BO₃（硼酸）+4g/L糖精的溶液中，在低电压下25V，电流密度4.15A/dm²、PH2.75、沉积温度30℃工艺条件下对钛板材剩下幅面的1/3进行二次电沉积，二次电沉积后在进入三次电沉积溶液成分为：30g/L CuSO₄·4H₂O（硫酸铜）+65g/L（NH₄）₂SO₄（硫酸铵）+50g/L C₆H₈O₇（柠檬酸）的溶液中，在低电压下25V，电流密度4.15A/dm²、PH2.75、沉积温度30℃工艺条件下对钛板材剩下幅面的1/3进行三次电沉积，经过处理后的钛金属板中掺杂入Na、Ni和Cu离子，使金属钛表面达到对多种温室气体长效吸附降解的效果。

实施例5

一种锐型生物钛表面处理方法，所述处理方法为钛板材进入一次酸洗液配比为HF∶H₂O=1∶10的溶液中进行一次酸洗，在通过纯水进行一次冲洗，后进入一次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10溶液中进行一次阳极氧化，在进入二次酸洗液配比为 Na₂HPO₄ 0.06g／L+ HF∶H2O=1∶10溶液中进行二次酸洗，在通过纯水进行二次冲洗，然后进入二次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中进行二次阳极氧化，再通过纯水进行三次冲洗，最后进入三次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中进行三次阳极氧化反应，反应后在进入一次电沉积配比为[0.04mol/L NaCl+100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中，在低电压38V进行一次电沉积，电沉积钛板材幅面的1/3，留1/3幅面保持原有的二氧化钛纳米管，之后对电沉积后的钛板材进行四次冲洗，四次冲洗后在进入二次电沉积溶液成分为250g/L NiSO₄·6H₂O（硫酸镍）+19g/L H₃BO₃（硼酸）+4g/L糖精的溶液中，在低电压下37V，电流密度5.65A/dm²、PH3.35、沉积温度35℃工艺条件下对钛板材剩下幅面的1/3进行二次电沉积，二次电沉积后在进入三次电沉积溶液成分为：30g/L CuSO₄·4H₂O（硫酸铜）+72.5g/L（NH₄）₂SO₄（硫酸铵）+50g/L C₆H₈O₇（柠檬酸）的溶液中，在低电压下37V，电流密度5.65A/dm²、PH3.35、沉积温度35℃工艺条件下对钛板材剩下幅面的1/3进行三次电沉积，经过处理后的钛金属板中掺杂入Na、Ni和Cu离子，使金属钛表面达到对多种温室气体长效吸附降解的效果。

实施例6

一种锐型生物钛表面处理方法，所述处理方法为钛板材进入一次酸洗液配比为HF∶H₂O=1∶10的溶液中进行一次酸洗，在通过纯水进行一次冲洗，后进入一次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10溶液中进行一次阳极氧化，在进入二次酸洗液配比为 Na₂HPO₄ 0.06g／L+ HF∶H₂O=1∶10溶液中进行二次酸洗，在通过纯水进行二次冲洗，然后进入二次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中进行二次阳极氧化，再通过纯水进行三次冲洗，最后进入三次阳极氧化液配比为[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中进行三次阳极氧化反应，反应后在进入一次电沉积配比为[0.05mol/L NaCl+100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10的溶液中，在低电压50V进行一次电沉积，电沉积钛板材幅面的1/3，留1/3幅面保持原有的二氧化钛纳米管，之后对电沉积后的钛板材进行四次冲洗，四次冲洗后在进入二次电沉积溶液成分为250g/L NiSO₄·6H₂O（硫酸镍）+25g/L H₃BO₃（硼酸）+3-5g/L糖精的溶液中，在低电压下50V，电流密度7A/dm²、PH4、沉积温度40℃工艺条件下对钛板材剩下幅面的1/3进行二次电沉积，二次电沉积后在进入三次电沉积溶液成分为：30g/L CuSO₄·4H₂O（硫酸铜）+80g/L（NH₄）₂SO₄（硫酸铵）+50g/L C₆H₈O₇（柠檬酸）的溶液中，在低电压下50V，电流密度7A/dm²、PH4、沉积温度40℃工艺条件下对钛板材剩下幅面的1/3进行三次电沉积，经过处理后的钛金属板中掺杂入Na、Ni和Cu离子，使金属钛表面达到对多种温室气体长效吸附降解的效果。

处理过程：

在具体处理时，电镀工装6固定钛板材，此时，齿轮54位于转动轮55长的一端；钛板经过一次酸洗、一次冲洗、一次阳极氧化、二次酸洗、二次冲洗、二次阳极氧化、三次冲洗、三次阳极氧化、一次电沉积、四次冲洗、二次电沉积、三次电沉积分别对应十二个反应槽；具体为：

当需要对电镀工装6上的钛板进行一次酸洗时，通过伺服电机一312使螺杆321进行旋转，当第一螺杆321旋转时，第一滑块323则会通过螺母322进行右移动，对应到最左一侧的反应槽11上，从而通过升降结构4带动翻转结构5向下移动，使电镀工装6带动钛板下降最左一侧的反应槽11中，从而对电镀工装6上的钛板进行一次酸洗；

之后升降结构4复位，电镀工装6在上升的同时，伺服电机二53就会带动齿轮54旋转，旋转的齿轮54就会通过齿牙57使转动轮55进行旋转，使转动轮55最长边处于水平位置，完成一次酸洗工序；

之后通过伺服电机一312工作，带动升降机构4向右移动到第二个反应槽11上方，通过齿轮54和齿牙57配合使齿轮54处于转动轮55长的一端，之后升降机构4在工作，完成一次冲洗工序，其步骤和一次酸洗一样；依次类推在第一排四个反应槽内进行一次酸洗、一次冲洗、一次阳极氧化、二次酸洗；

通过齿轮54和57配合，带动转动轮55转动，此时整体重心上移，无需像往常一样等待转动轮55完全离开反应槽11，即可开始水平横移进入下一个反应槽上方。即进入反应槽转动轮处于竖直位置进入，移动时转动轮处于水平位置进行移动，可以缩短每道工序的间隔时间，有效提高工作效率。

当在第二排进行反应时，即进行二次冲洗时，通过伺服电机三721工作，带动第二丝杆712转动，第二丝杆712带动第二滑块713向后移动至后排反应槽11上方，之后升降机构4工作，将电镀工装6上的钛板伸入后排反应槽内进行二次冲洗，然后进行二次阳极氧化、三次冲洗、三次阳极氧化，其工序步骤和一次阳极氧化对应只是移动位置反向，即向右移动。

当在第三排进行反应时，即进行一次电沉积，通过伺服电机三721工作，带动第二丝杆712转动，第二丝杆712带动第二滑块713向后移动至后排反应槽11上方，之后升降机后4工作，将电镀工装6上的钛板伸入后排反应槽内进行一次电沉积，之后在进行四次冲洗、二次电沉积、三次电沉积，其后续步骤和一次冲洗、一次阳极氧化等步骤一样；设备整到工序移动位置成S型移动。

实验测试

基于实施例4处理的钛板材进行检测测试；主要针对温室气体如：二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、六氟化硫、二氧化硫、氟氢碳化物（以二氟甲烷计）、四氟化碳，测试处理后的钛板材对温室气体是否具有吸附降解的效果。得出检测报告，请参照下表1，附图8。

下表1为本发明实施例4处理后的钛板材对温室气体吸收的测试参数，从表中可以看出，经过2h处理后的钛板材对温室气体有明显的吸收效果。

请参照图8，为本发明实施例4处理后的钛板24h内对混合气体吸收的测试参数，从图中可以看出，随着时间的推移，温室气体的浓度越来越低，处理后的钛板材对温室气体有较佳的吸附和降解效果。

表1为实施例4处理后的钛板材对气体吸收实验测试结果

虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims

1.一种锐型生物钛表面处理装置，包括阳极氧化处理池（1）和第一顶板（2），所述阳极氧化处理池（1）的内壁上开设有若干反应槽（11），所述第一顶板（2）的底部两端均固定安装第一固定板（22），第一顶板（2）的顶部两端均固定安装连接杆（21），其特征在于，还包括：连接在两组第一固定板（22）之间的横移结构（3），和连接在横移结构（3）上的纵移结构（7），和连接在纵移结构（7）上的升降结构（4），和连接在升降结构（4）上的翻转结构（5），翻转结构（5）上设有电镀工装（6）;

所述横移结构（3）包括连接在两组第一固定板（22）之间的第一移动组件（32），和连接在左侧第一固定板（22）上的第一驱动组件（31），第一驱动组件（31）与第一移动组件（32）相连接，第一移动组件（32）包括第一螺杆（321），第一螺杆（321）通过轴承转动连接在两组第一固定板（22）之间，第一螺杆（321）上螺纹连接螺母（322），螺母（322）固定安装在第一滑块（323）上，第一滑块（323）底部设有纵移结构（7）;

所述纵移结构（7）两端均设有第二固定板（8），两组第二固定板（8）顶部之间通过第二顶板（9）连接，第二顶板（9）固定设置在滑块（323）底部，纵移结构（7）包括连接在两组第二固定板（8）之间的第二移动组件（71），和连接在左侧第二固定板（8）上的第二驱动组件（72）且第二驱动组件（72）与第二移动组件（71）连接。

2.根据权利要求1所述的一种锐型生物钛表面处理装置，其特征在于，所述第一滑块（323）的顶端内壁滑动连接第一导向杆（324），第一导向杆（324）固定安装在两组第一固定板（22）之间。

3.根据权利要求2所述的一种锐型生物钛表面处理装置，其特征在于，所述第一驱动组件（31）包括箱体一（311），箱体一（311）固定安装在左侧第一固定板（22）上，箱体一（311）内壁安装伺服电机一（312），伺服电机一（312）的输出轴通过联轴器固定连接第一螺杆（321）。

4.根据权利要求1所述的一种锐型生物钛表面处理装置，其特征在于，所述第二移动组件（71）包括第二螺杆（712），第二螺杆（712）通过轴承转动连接在两组第二固定板（8）之间，第二螺杆（712）上设有第二滑块（713），第二滑块（713）上设有和第二螺杆（712）相互配合的螺纹孔，两组第二固定板（8）之间还设有第二导向杆（711），第二导向杆（711）设置在第二螺杆（712）上方且第二导向杆（711）穿过第二滑块（713）并与其滑动连接，第二滑块（713）下方固定有升降结构（4）。

5.根据权利要求4所述的一种锐型生物钛表面处理装置，其特征在于，所述第二驱动组件（72）包括伺服电机三（721），伺服电机三（721）固定安装在左侧第二固定板（8）上，伺服电机三（721）的输出轴通过联轴器固定连接第二螺杆（712）。

6.根据权利要求5所述的一种锐型生物钛表面处理装置，其特征在于，所述升降结构（4）包括盒体（41），盒体（41）固定安装在第二滑块（713）的底部上，盒体（41）内壁安装气缸（42），气缸（42）的输出端固定安装翻转结构（5）。

7.根据权利要求1所述的一种锐型生物钛表面处理装置，其特征在于，所述翻转结构（5）包括连接板（51）和转动轮（55），连接板（51）固定安装在气缸（42）中的活塞杆上，连接板（51）底部固定安装支撑板（511），支撑板（511）底部固定安装箱体二（52），所述箱体二（52）的内壁安装伺服电机二（53），伺服电机二（53）的输出轴通过连接杆固定安装齿轮（54）；

所述转动轮（55）外侧内壁开设有连接槽（56），所述连接槽（56）的外侧内壁均设有若干齿牙（57），所述转动轮（55）的中端内壁开设有固定槽（58），固定槽（58）的内壁设有电镀工装（6），所述转动轮（55）的形状设置成椭圆形，所述连接槽（56）的形状是将方形槽的两端设置成半圆形；

所述齿轮（54）与所述齿牙（57）啮合连接；

所述连接板（51）底部固定安装空心管（594），所述空心管（594）内壁滑动连接活塞（596），活塞（596）底部固定安装实心杆（595），所述空心管（594）的底端内壁固定安装挡板（598），挡板（598）内壁滑动连接实心杆（595），实心杆（595）上设有弹簧（597），实心杆（595）的底部固定安装方块（593），方块（593）上通过轴承转动连接转轴（591），转轴（591）上固定安装导向轮（592），导向轮（592）的底部与转动轮（55）的顶部相接触，所述弹簧（597）位于挡板（598）和方块（593）之间。

8.一种锐型生物钛表面处理方法，其特征在于，所述处理方法为钛板材经过一次酸洗、一次冲洗、一次阳极氧化、二次酸洗、二次冲洗、二次阳极氧化、三次冲洗、三次阳极氧化，三次阳极氧化后，进入一次电沉积溶液中，在低电压4-50V进行一次电沉积，电沉积钛板材幅面的1/3，留1/3幅面保持原有的二氧化钛纳米管，之后对一次电沉积后的钛板材进行四次冲洗，再对钛板材剩下幅面的1/3进行二次电沉积和三次电沉积。

9.根据权利要求8所述的一种锐型生物钛表面处理方法，其特征在于，所述一次酸洗液配比：HF∶H₂O=1∶10 室温；

二次酸洗液配比：[0.06g／L Na₂HPO₄+ HF]∶H₂O=1∶10室温；

一次、二次、三次阳极氧化液配比：[100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O =1：10 室温；

一次电沉积溶液配比为：[0.03-0.05mol/L NaCl+100mL/L H₃PO₄+20g/L C₆H₁₁NaO₇]：H₂O=1：10 室温；

10.根据权利要求8一种锐型生物钛表面处理方法，其特征在于，所述实现二次电沉积和三次电沉积的条件为：在低电压下0.5-50V，电流密度1.25-7A/dm²、PH1.5-4、沉积温度20-40℃工艺条件下进行电沉积。