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負(fù)載改性TiO2薄膜多孔陶粒的制備方法及光催化污水處理裝置與流程

文檔序號(hào):12352742閱讀:來源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種負(fù)載改性TiO2薄膜多孔陶粒的制備方法,其特征在于,包括下述步驟:

1)多孔陶粒的制備:

將質(zhì)量比為400~800份的尾礦與100~300份的粘土以及100~300份的長(zhǎng)石倒入混料機(jī)中,加入1~6wt%的碳化合物作為發(fā)泡劑;再按照混合物與球和水為1:3:1的比例分別加入水和球石,混合20~30min,經(jīng)抽濾去水后,制備成粒徑1~9cm的陶粒生坯;然后經(jīng)干燥,燒結(jié),隨爐冷卻制得直徑為2~10cm的尾礦基多孔陶粒;

2)表面負(fù)載改性納米二氧化鈦薄膜的多孔陶粒的制備

a)將質(zhì)量比為60~100份的鈦酸丁酯與200~400份的無水乙醇混合均勻,加入質(zhì)量比為5~15份的乙酰丙酮,均勻攪拌后制得淡黃色溶液A;

b)將質(zhì)量比為20~40份的去離子水、200~400份的無水乙醇和5~15份的鹽酸混合均勻,再加入改性材料4~23份,攪拌直到完全溶解,得綠色溶液B;

c)將淡黃色溶液A逐滴加入綠色溶液B中,繼續(xù)攪拌2~3h,陳化10~12h獲得改性納米二氧化鈦溶膠;

d)將前述多孔陶粒超聲清洗干凈并干燥后,浸泡于制得的改性納米二氧化鈦溶膠中,烘干,然后重復(fù)3~5次,得到鍍膜后的多孔陶粒;

e)將已鍍膜的多孔陶粒放入400~800℃馬弗爐中熱處理1~3h,隨爐冷卻,即制得表面負(fù)載改性納米二氧化鈦薄膜的多孔陶粒材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述尾礦為鉬尾礦、釩尾礦或金尾礦中的一種或兩種以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述碳化合物為碳化硅或碳酸鈣中的一種或兩種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述改性納米二氧化鈦薄膜通過摻雜Ni、N或Ag/N元素制得,所述改性材料為硝酸鎳、聚乙烯吡咯烷酮或硝酸銀和尿素。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法,其特征在于,當(dāng)所述改性材料為硝酸鎳時(shí),得到表面負(fù)載Ni改性納米二氧化鈦薄膜的多孔陶粒材料;當(dāng)所述改性材料為聚乙烯吡咯烷酮時(shí),得到表面負(fù)載N改性納米二氧化鈦薄膜的多孔陶粒材料;當(dāng)所述改性材料為硝酸銀和尿素時(shí),得到表面負(fù)載Ag/N改性納米二氧化鈦薄膜的多孔陶粒材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述步驟1)中,在干燥箱中以100~120℃干燥10~12h,最后在馬弗爐中以1~5℃/min的升溫速度升至1100~1250℃,保溫10~60min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述改性納米二氧化鈦薄膜厚度為100~250nm。

8.一種利用權(quán)利要求1所述多孔陶粒的光催化污水處理裝置,其特征在于,包括污水處理池,該污水處理池設(shè)有進(jìn)水口和出水口,在進(jìn)水口和出水口之間設(shè)置有多層過濾層;所述多層過濾層包括首尾過濾層和中間過濾層,首尾過濾層固定在污水處理池上,中間過濾層通過連桿連接至轉(zhuǎn)動(dòng)控制電機(jī),轉(zhuǎn)動(dòng)控制電機(jī)通過感光裝置輸入的日光入射角度信號(hào)控制中間過濾層始終與入射光垂直;所述污水處理池上方設(shè)置有紫外光源。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述光催化污水處理裝置,其特征在于,所述紫外光源采用100~1000W的紫外燈。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述光催化污水處理裝置,其特征在于,所述過濾層采用尼龍網(wǎng)、不銹鋼絲網(wǎng)或鐵絲編制網(wǎng)包裹負(fù)載改性納米二氧化鈦薄膜的多孔陶粒束縛成層狀制得。

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