一种适用于多孔陶瓷基光催化填料块压渗镀膜装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于多孔陶瓷基光催化填料块压渗镀膜装置及方法，属于复合材料成形技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来，随着工业化进程的不断加快，所产生的大量废水废气严重的影响着人类的健康和生存环境，环境污染治理已成为现代社会面临和亟待解决的重要问题之一。目前正在使用的如化学氧化法、物理吸附法、高温焚烧法和微生物处理等方法，对环境的保护和治理起到了一定作用，但是这些方法都不同程度的存在一些不足，如效率低下、不能彻底治理污染、易产生二次污染、能耗高等问题。因此，寻求高效、环境友好的污染物处理技术日益成为人们研究的热点。
[0003]自上世纪70年代以来，国内外已有大量有关半导体光催化剂处理各类污水的研究报道，其中纳米1102粉末具有化学稳定性高、耐光腐蚀、难溶于水和无毒性等优点，水体中一些难以降解的化合物在光辐射条件下，可以通过T12的光催化作用降解为H2O和C02，因此T12纳米粉末光催化降解法是一种极具应用前景的水处理新技术。目前纳米T1 2主要的利用形式主要有纳米粉体催化剂法和负载法，其中纳米粉体催化剂法在实施过程中对纳米T12粉末的回收、分离及重复利用非常困难，目前仍停留在实验阶段，而负载法是将T12纳米粉末固定于某一载体上来制备负载型T12光催化材料，这种材料在水处理中液固分离较为容易，重复使用较为方便，所用的载体种类也较多，如硅胶、沸石、玻璃纤维、多孔陶瓷等。其中多孔陶瓷是一种经人工合成的、体内含有大量彼此相通或闭合气孔的陶瓷材料，因其具有比表面积大、成形方便、成本低、无污染等优点，是一种广泛使用的绿色环保载体。
[0004]在载体上负载T12纳米晶层主要有偶联剂法、溶胶-凝胶法、反应性阴极真空电弧沉积法、喷射热解沉积法、射频溅射法等，其中溶胶-凝胶法是将制备好的钛醇盐前驱液体通过浸渍提拉或喷涂的方法附着到载体表层，所制备的纳米1102薄膜具有较好的致密度和基体结合性，且生产成本低，目前广泛的应用于陶瓷洁具、医疗器械等领域。但由于多孔陶瓷材料所具有的三维多孔结构，通过浸渍提拉或喷涂等方法只能将前驱液体涂覆在多孔陶瓷体的外层，而前驱液体无法渗透到陶瓷体内部的孔洞里，从而造成只能在多孔陶瓷外层负载上纳米T12薄膜，而内部没有，这就极大的减小了这类负载型T1 2光催化材料的有效使用面积，尤其对于体积较大的多孔陶瓷填料块，其纳米T12薄膜的负载面积更低，这也极大的阻碍了多孔陶瓷基纳米T12光催化材料的推广使用。本发明提出了一种适用于多孔陶瓷基光催化填料块的压渗镀膜装置及方法，可以有效的解决多孔陶瓷在负载光催化膜过程中前驱镀液无法渗入芯部孔洞的问题，通过该装置和方法可以制备出具有较高膜覆盖率的多孔陶瓷光催化材料。
【发明内容】
[0005]本发明提出了一种适用于多孔陶瓷基光催化填料块的压渗镀膜装置及方法，所制备的多孔陶瓷基纳米光催化材料具有负载膜覆盖率高、结合牢固等优点，可用于大规模生产。
[0006]本发明的技术解决方案:一种适用于多孔陶瓷基光催化填料块压渗镀膜装置，其特征在于:包括反应罐装置、转轴2、进气管5、排气管11、支撑架1、底座15、电机13和减速箱12 ;其中反应罐装置中的反应罐体9为长方体中空罐体，反应罐体9两端安装有端盖3将罐体密封；反应罐体9两侧中部固定有转轴2，转轴2两端固定于支撑架I上，支撑架I固定于底座15上，反应罐装置可在底座15上转动；反应罐体9内部安装有衬板16，多孔陶瓷块18固定于两块衬板16之间；所述进气管5安装于端盖3中部，其末端与进气阀6连接；所述排气管11安装于反应罐体9侧壁，其末端与排气阀10连接；电机13和减速箱12通过支架14固定于一侧支撑架I上并与转轴2连接，电机13可带动反应罐体9绕转轴2转动。
[0007]本发明具有以下有益效果:
1)镀液在气压及自身重力的作用下渗流过多孔陶瓷块，提高了镀液向多孔陶瓷内部的渗透能力，可以使得多孔陶瓷内部所有开口孔洞均能接触到镀液，所制备的多孔陶瓷具有较高的膜覆盖率；
2)通过调整反应罐上部的气体压力，可使得镀液以适宜的流速通过多孔陶瓷块，保证了多孔陶瓷内孔镀膜厚度的均匀性，同时也可适用于具有不同孔径及孔隙率的多孔陶瓷基体；
3 )本发明在工作过程中，镀液一直处于流动状态，有利于提高镀液内成分的均匀性，从而在多孔陶瓷基体表面获得成分均匀的镀层；
4)本发明中的反应罐为上下对称结构，通过旋转反应罐可进行多次渗镀操作，工作效率尚;
5)本发明结构简单，操作方便，适宜进行大批量生产。
【附图说明】
[0008]附图1是本发明的主视图；
附图2是图1的左视图；
附图3是图1的俯视图；
附图4是衬板不意图。
[0009]图中的I是支撑架、2是转轴、3是端盖、4是硅胶密封圈、5是进气管、6是进气阀、7是上层镀液、8是密封螺栓、9是反应罐体、10是排气阀、11是排气管、12是减速箱、13是电机、14是支架、15是底座、16是衬板、17是下层链液、18是多孔陶瓷块、19是衬网、20是衬框。
【具体实施方式】
[0010]下面结合实施例及附图对本发明技术方案作进一步详细描述，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
[0011]如图1~图4所示，一种适用于多孔陶瓷基光催化填料块压渗镀膜装置，其结构包括反应罐装置、转轴2、进气管5、排气管11、支撑架1、底座15、电机13和减速箱12 ;其中反应罐装置中的反应罐体9为长方体中空罐体，反应罐体9两端安装有端盖3将罐体密封；反应罐体9两侧中部固定有转轴2，转轴2两端固定于支撑架I上，支撑架I固定于底座15上，反应罐装置可在底座15上转动；反应罐体9内部安装有衬板16，多孔陶瓷块18固定于两块衬板16之间；所述进气管5安装于端盖3中部，其末端与进气阀6连接；所述排气管11安装于反应罐体9侧壁，其末端与排气阀10连接；电机13和减速箱12通过支架14固定于一侧支撑架I上并与转轴2连接，电机13可带动反应罐体9绕转轴2转动。
[0012]所述反应罐装置包括反应罐体9、端盖3、密封圈4、密封螺栓8、进气管5、进气阀6、排气管11、排气阀10、衬板16。
[0013]所述反应罐体9为长方体中空罐体，横截面为正方形，两端开口并设有法兰边。
[0014]所述的端盖3为正方形不锈钢板，边长与反应罐体9两端的法兰外边长相同；每块端盖3均通过8个密封螺栓8固定于反应罐体9的两端，端盖3与反应罐体9间还设置了硅胶密封圈4。
[0015]所述进气管5固定于端盖3的中部，