CN2866476Y - 光催化净水用抗菌颗粒 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种比表面积大，活性高，适用范围广泛的光催化净水用抗菌颗粒，包括核心主体，其特征在于：所述核心主体的表面延伸出放射状凸起。采用该抗菌颗粒能够提高对太阳光的利用率，从而对水中低浓度的污染物进行快速的吸附净化和表面富聚，加快光催化降解反应速度，是提高光催化活性的有效途径之一。

Description

光催化净水用抗菌颗粒
技术领域
本实用新型涉及光催化净化饮用水及处理污水的新兴技术，特别是一种光催化净水用抗菌颗粒。
背景技术
光催化净化饮用水及处理污水是一项新兴的技术，具有广阔的应用前景。光催化净化剂的应用技术工艺简单、成本低廉，仅利用自然光即可催化分解细菌和有害有机物、去除水中异味，可生产高催化活性、良好的化学稳定性和热稳定性、无二次污染、无刺激性、安全无毒等特点的全新应用产品，且能长期有益于生态自然环境，是具有开发前景的绿色环保催化技术。但现有技术中的一般光催化剂存在着易凝聚，对太阳光的利用率不高，尤其在水处理中，由于微粒细小造成回收困难，而块体或球体表面的吸附性差，需要较长时间才能达到有机物完全降解。目前市场上有多孔硅胶、陶瓷、玻璃纤维、不锈钢及活性炭等净化材料，目前普遍采用的净化水颗粒为球形，表面积小，在净水中催化降解的效率不高，综合治理能力不够。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中存在的上述缺陷或不足，提供一种比表面积大，活性高，适用范围广泛的光催化净水用抗菌颗粒，采用该抗菌颗粒能够提高对太阳光的利用率，从而对水中低浓度的污染物进行快速的吸附净化和表面富聚，加快光催化降解反应速度，是提高光催化活性的有效途径之一。
本实用新型的技术构思为，通过在抗菌颗粒表面延伸出放射状凸起来改变抗菌颗粒块体或球体表面的形状，从而大大增加抗菌颗粒的比表面积，增强吸附性且易于回收。
本实用新型的技术方案如下：
光催化净水用抗菌颗粒，包括核心主体，其特征在于：所述核心主体的表面延伸出放射状凸起。
所述核心主体为块体。
所述核心主体为球体。
所述放射状凸起中的凸起为近似半球形或圆锥形。
本实用新型的技术效果如下：
由于本实用新型的光催化净水用抗菌颗粒，在其核心主体的表面延伸出放射状凸起，使得抗菌颗粒的比表面积增大，从而有利于对水中低浓度的污染物进行快速的吸附净化和表面富聚，加快光催化降解反应速度，是提高光催化活性的有效途径之一。
附图说明
图1为本实用新型抗菌颗粒与球形抗菌颗粒表面积对比图，其中系列1为本实用新型抗菌颗粒表面积，系列2为一般球形抗菌颗粒表面积，英特雅光抗菌颗粒即本实用新型抗菌颗粒。
图2为本实用新型光催化净水用抗菌颗粒的截面示意图。
图3为本实用新型光催化净水用抗菌颗粒的另一截面示意图。
附图标记列示如下：
1-核心主体，2-近似半球形或圆锥形凸起。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
图2通过光催化净水用抗菌颗粒的截面表示了核心主体1的表面延伸出放射状凸起的状况，该凸起为近似圆锥形或半球形凸起2。图中的核心主体1为球形，但是，也可以为其它形状，例如块体。图3表明了与图1类似的情况，区别在于放射状凸起的凸起长短不一，这也是实际情况。但是，不管怎么说，抗菌颗粒的比表面积增大是显然的。下面通过计算说明。
光催化净水用抗菌颗粒和普通球形净水粒相比具有大量的微孔结构及很大的比表面积。本实用新型光催化净水用抗菌颗粒表面积及与球形面积的对比见表1。
比表面积计算公式：
S＝4пR2-Nп2R2{1-√(1-(r/R)2)}+Nπr√(r2+h2).
   4пR2-Nп2R2{1-√(1-(r/R)2)}+N2πr2
S4пR2-Nπc2+N2πh2.
π＝3.14159
核心主体半径R＝2-3mm，
凸起部分近似半球形半径或圆锥形底面半径r＝1-1.5mm、
近似圆锥高h＝1-1.5mm；
凸起个数N＝12-15個。
表1对应不同的R、N、r值的抗菌颗粒表面积及与球形面积的对比
  R   N   r   S   S球   倍率S/S球
  2   12   0.6   63.517   50.265   1.264
  2   12   0.8   73.342   50.265   1.459
  2   12   1   85.258   50.265   1.696
  2   12   1.2   98.520   50.265   1.960
  2.5   14   1   120.606   78.540   1.536
  2.5   14   1.1   128.898   78.540   1.641
  2.5   14   1.2   134.734   78.540   1.754
  2   14   1.3   114.456   78.540   1.457
  3   14   1   155.785   113.097   1.377
  3   14   1.1   164.396   113.097   1.454
  3   14   1.2   173.673   113.097   1.536
  3   14   1.3   183.566   113.097   1.623
  3   15   1.1   168.060   113.097   1.486
  3   15   1.2   178.000   113.097   1.574
  3   15   1.3   188.599   113.097   1.668
  3   15   1.4   199.796   113.097   1.767
由表1中数据可见，本实用新型光催化净水用抗菌颗粒与一般净水抗菌颗粒相比，具有比较大的表面积。我们做了几种典型的本实用新型抗菌颗粒与一般球形抗菌颗粒表面积的对比，具体数据见表2，图形见图1，图中系列1为本实用新型抗菌颗粒表面积，系列2为一般球形抗菌颗粒表面积。
表2本实用新型抗菌颗粒与球形抗菌颗粒表面积对比
  R(mm)   N   r(mm)   S(mm2)   S球(mm2)
  2   12   1   85.258   /
  2.5   14   1   120.606   78.54
  3   14   1   155.785   113.097
  3.5   /   /   /   153.938
图1表示了本实用新型抗菌颗粒与球形抗菌颗粒表面积对比图，其中系列1为本实用新型抗菌颗粒表面积，系列2为一般球形抗菌颗粒表面积，英特雅光抗菌颗粒即本实用新型抗菌颗粒。
同时，我们计算了三种不同半径的本实用新型光催化净水用抗菌颗粒的表面积/体积比，抗菌颗粒的半径在2-3之间变化时，表面积/体积比的变化并不是很大，抗菌颗粒的半径控制在2-3之间，都具有较大的比表面积。具体数据见表3。
V4пR3/3+N2πr3/3.
π＝3.14159
表3不同半径的抗菌颗粒的表面积/体积比
  R(mm)   N   r(mm)   S球(mm2)   S(mm2)   V(mm3)   倍率S/V
  2   12   1   50.265   85.258   58.643   1.454
  2.5   14   1   78.540   120.606   94.771   1.273
  3   14   1   113.097   155.785   142.419   1.094
比较相同体积或重量的本实用新型抗菌颗粒和球形抗菌颗粒，主体半径为2、凸起半径为1的抗菌颗粒与半径为3的球形抗菌颗粒对比，主体半径为2.5、凸起半径为1的抗菌颗粒与半径为3.5的球形抗菌颗粒对比，主体半径为3、凸起半径为1的抗菌颗粒与半径为4的球形抗菌颗粒对比，经计算得出，本实用新型抗菌颗粒的表面积是球形抗菌颗粒表面积的1.5倍左右，具体计算方法及结果见表4。
表4相同体积或重量的本实用新型抗菌颗粒和球形抗菌颗粒表面积比
    本实用新型抗菌颗粒R、N、r S(mm2) V(mm3) 圆球半径R(mm) S球(mm2) V球(mm3) 倍率(SV球)/(S球V)
  R(mm) N r(mm)
  2   12   1   85.258   58.643   3   113.097   113.097   1.454
  2.5   14   1   120.606   94.771   3.5   153.938   179.594   1.485
  3   14   1   155.785   142.419   4   201.062   268.082   1.458
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型专利的保护范围当中。

Claims (4)

1.光催化净水用抗菌颗粒，包括核心主体，其特征在于：所述核心主体的表面延伸出放射状凸起。
2.根据权利要求1所述的光催化净水用抗菌颗粒，其特征在于：所述核心主体为块体。
3.根据权利要求1所述的光催化净水用抗菌颗粒，其特征在于：所述核心主体为球体。
4.根据权利要求1-3之一所述的光催化净水用抗菌颗粒，其特征在于：所述放射状凸起中的凸起为近似半球形或圆锥形。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109844411A (zh) * 2016-10-19 2019-06-04 三星电子株式会社 光催化过滤器和包括该光催化过滤器的空调
CN111482149A (zh) * 2019-01-25 2020-08-04 清华大学 光催化结构及其制备方法
US11701446B2 (en) 2016-10-19 2023-07-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Photocatalyst filter and air conditioner including the same

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