一种高含量光触媒的制备方法与流程

1.本发明属于光触媒制备技术领域，具体涉及一种高含量光触媒的制备方法。


背景技术：

2.光触媒被照射一定程度的光，电子从价态向导带电离，导带生成电子，而价态形成空穴对，从而产生强烈的还原能力和氧化能力。即光照射到光触媒物质上，在粒子内电离成电子和空穴对，而分离出来的电子和空穴对向光触媒粒子表面移动，与周围的水分和氧气反应，形成强烈的氧化能力。特别是因为电离所生成的电子和孔穴对与水、氧气等物质反应，生成活性oh-和负氧离子，所以很容易将这些有机物的结构破坏而分解，从而达到分解各种有害化学物质和臭味物质的目的。
3.现有的光触媒原液中二氧化钛的含量一般在3％以下，含量较低，在使用需要进一步稀释，此时二氧化钛的含量会进一步降低，进而影响了光触媒涂附后的有效期限，难以满足市场需求。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种高含量光触媒的制备方法，以解决上述技术问题。
5.为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
6.一种高含量光触媒的制备方法，所述方法包括以下步骤：
7.s1、称取二氧化钛并分为a份和b份；a份先加入碱液中，搅拌均匀，加热至130-160℃反应，取滤渣，洗净，干燥；然后再与b份混合，加入十二烷基磺酸钠、少量水，混合均匀，研磨，得纳米二氧化钛；
8.s2、称取水、辅料；所述辅料包括硅胶；使用的硅胶具有一定的吸水能力，使得二氧化钛所处的环境中有一定的水分，有助于二氧化钛在光作用下分解处理有机物；
9.s3、将水加入搅拌装置内，再加入辅料，搅拌均匀，最后加入s1步骤中的纳米二氧化钛，搅拌均匀，制得原液；
10.其中，
11.所述十二烷基磺酸钠用量为二氧化钛重量的0.6-1.5％；
12.所述硅胶用量为二氧化钛重量的1.8-3％。
13.进一步地，所述辅料还包括聚乙二醇、聚丙烯酸铵、高岭土；所述聚乙二醇的用量为二氧化钛重量的3-5％、聚丙烯酸铵的用量为二氧化钛重量的0.2-0.5％、高岭土的用量为二氧化钛重量的1.2-1.8％。
14.进一步地，所述高岭土经如下处理：高岭土粉碎，在120-160℃煅烧，冷却至室温，取出，加酸搅拌处理10-15min，过滤，滤渣用水冲洗至ph为中性，再干燥制得。高岭土煅烧、酸处理用于除去杂质。
15.进一步地，所述原液中二氧化钛的重量含量为8-17％。
16.进一步地，所述搅拌装置包括搅拌箱，所述搅拌箱顶部设置有加料仓，所述搅拌箱
底部设置有排料口；所述搅拌箱内设置有搅拌组件，所述搅拌组件包括设置于搅拌箱侧面的搅拌电机，与所述搅拌电机转动端相连的搅拌轴，所述搅拌轴上设置有搅拌叶组；所述搅拌箱外侧设置冷却水槽，所述冷却水槽与所述搅拌组件处于同一水平面上，所述冷却水槽设置为弧形且紧贴于所述搅拌箱的外侧；所述冷却水槽的一端设置有进水口，另一端设置有出水口。设置的冷却水槽用于冷却由于搅拌电机运行而可能产生的热量，避免搅拌箱内的溶液温度升高而影响光触媒的品质。
17.进一步地，所述搅拌叶组包括第一搅拌叶和第二搅拌叶，所述第一搅拌叶为倾斜设置，所述第二搅拌叶与所述第二搅拌叶以搅拌轴的中线为轴对称设置，以使处于所述搅拌轴同侧的第一搅拌叶和第二搅拌叶成v形设置。
18.进一步地，所述搅拌组件还包括超声波搅拌装置，所述超声波搅拌装置的振动棒伸入所述搅拌箱的内部；所述振动棒设置于所述搅拌轴的下方。使用搅拌叶搅拌再结合超声波搅拌能提高二氧化钛的分散性，避免其团聚而影响品质。
19.进一步地，所述搅拌装置还包括分料组件，所述分料组件包括设置于所述搅拌箱内侧的支撑块，所述支撑块上设置有筛网；所述筛网设置于所述搅拌轴的上方、设置于所述加料仓的下方。设置的筛网能对加入的原料起到缓冲的作用，避免大量原料进入到箱体内而造成的搅拌不均。
20.进一步地，所述筛网的纵向剖面为弧形且从中心向四周逐渐升高，所述筛网的弧形最低点处于所述加料仓的正投影范围内。
21.进一步地，所述分料组件还包括牵引电机、牵引杆；所述牵引电机设置于所述搅拌箱的外侧；所述牵引杆与所述牵引电机的一端通过齿条啮合，所述牵引杆的另一端与所述筛网相连，以使所述牵引电机运行时通过齿条啮合使得牵引杆牵动筛网在所述支撑块上做往复运动。牵引电机运行时，会带动牵引杆的移动，牵引杆再带动筛网移动，从而使得筛网上的原料在筛网筛动过程中进入到搅拌想内，保证原料搅拌的充分。
22.本发明的优点是：1、二氧化钛分成两份，对a份的处理能使得二氧化钛具有一定的水合能力，提高其水含量，有助于分解有机物；2、加入的乙二醇、聚丙烯酸铵、高岭土等辅料能提高二氧化钛在溶液中的分散性能，避免团聚；3、制备时使用的搅拌装置通过机械搅拌与超声搅拌的结合，能提高搅拌效率，使二氧化钛分散稳定；使用的冷却水槽能降低由于搅拌电机等的运行而产生的热量，避免温度对光触媒品质的影响；本发明制备的光触媒分散性好，质量稳定。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1为本发明的结构示意图。图2为本发明的外观示意图。
25.附图标记：1-搅拌箱，11-加料仓，12-排料口，13-冷却水槽，131-进水口，132-出水口，2-搅拌组件，21-搅拌电机，22-搅拌轴，23-搅拌叶组， 231-第一搅拌叶，232-第二搅拌
叶，24-超声波搅拌装置，241-振动棒，3
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分料组件，31-支撑块，32-筛网，33-牵引电机，34-牵引杆。
具体实施方式
26.为便于更好地理解本发明，结合附图通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
27.实施例
28.一种高含量光触媒的制备方法，方法包括以下步骤：
29.s1、称取二氧化钛并分为a份和b份；a份先加入碱液中，搅拌均匀，加热至130-160℃反应，取滤渣，洗净，干燥；然后再与b份混合，加入十二烷基磺酸钠、少量水，混合均匀，研磨，得纳米二氧化钛；
30.s2、称取水、辅料；辅料包括硅胶；
31.s3、将水加入搅拌装置内，再加入辅料，搅拌均匀，最后加入s1步骤中的纳米二氧化钛，搅拌均匀，制得原液；
32.其中，
33.十二烷基磺酸钠用量为二氧化钛重量的0.6-1.5％；
34.硅胶用量为二氧化钛重量的1.8-3％。
35.辅料还包括聚乙二醇、聚丙烯酸铵、高岭土；聚乙二醇的用量为二氧化钛重量的3-5％、聚丙烯酸铵的用量为二氧化钛重量的0.2-0.5％、高岭土的用量为二氧化钛重量的1.2-1.8％。
36.高岭土经如下处理：高岭土粉碎，在120-160℃煅烧，冷却至室温，取出，加酸搅拌处理10-15min，过滤，滤渣用水冲洗至ph为中性，再干燥制得。
37.原液中二氧化钛的重量含量为8-17％。
38.如图1-2所示，搅拌装置包括搅拌箱1，搅拌箱1顶部设置有加料仓 11，搅拌箱1底部设置有排料口12；搅拌箱1内设置有搅拌组件2，搅拌组件2包括设置于搅拌箱1侧面的搅拌电机21，与搅拌电机21转动端相连的搅拌轴22，搅拌轴22上设置有搅拌叶组23；搅拌箱1外侧设置冷却水槽13，冷却水槽13与搅拌组件2处于同一水平面上，冷却水槽13设置为弧形且紧贴于搅拌箱1的外侧；冷却水槽13的一端设置有进水口131，另一端设置有出水口132。
39.如图1所示，搅拌叶组23包括第一搅拌叶231和第二搅拌叶232，第一搅拌叶231为倾斜设置，第二搅拌叶231与第二搅拌叶232以搅拌轴的中线为轴对称设置，以使处于搅拌轴22同侧的第一搅拌叶231和第二搅拌叶232成v形设置。
40.如图1所示，搅拌组件2还包括超声波搅拌装置24，超声波搅拌装置 24的振动棒241伸入搅拌箱1的内部；振动棒241设置于搅拌轴22的下方。
41.如图1所示，搅拌装置还包括分料组件3，分料组件3包括设置于搅拌箱1内侧的支撑块31，支撑块31上设置有筛网32；筛网32设置于搅拌轴 22的上方、设置于加料仓11的下方。
42.如图1所示，筛网32的纵向剖面为弧形且从中心向四周逐渐升高，筛网32的弧形最低点处于加料仓11的正投影范围内。
43.如图1所示，分料组件3还包括牵引电机33、牵引杆34；牵引电机33 设置于搅拌箱1
的外侧；牵引杆34与牵引电机33的一端通过齿条啮合，牵引杆34的另一端与筛网32相连，以使牵引电机33运行时通过齿条啮合使得牵引杆34牵动筛网32在支撑块31上做往复运动。
44.使用方法：将原料中的水从加料仓中加入，再加入辅料，启动搅拌电机，通过搅拌轴带动搅拌叶对搅拌箱内的溶液进行搅拌；然后分2-3次往加料仓中加入二氧化钛，启动分料组件，此时牵引电机带动牵引杆运动，从而使得筛网往复移动；启动超声波搅拌装置，对搅拌箱内的溶液进行混合搅拌；由于搅拌电机带动搅拌轴转动过程中，可能会产热，因此，设置的冷却水槽能对搅拌箱起到一定的冷却作用，避免溶液温度升高，而影响光触媒的质量。
45.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个...... 限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
46.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。