专利名称：具有纳米光触媒抗菌效应的水质净化器的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种具有纳米光触媒抗菌效应的水质净化器，属于公共卫生及日常生活领域。
二背景技术：
随着经济的发展，工业生产带来的环境污染日趋严重，人们的生存空间却面临着巨大的挑战。特别是随着都市化的发展，城市居民的饮水问题显得尤为突出。各种含Cr、Pb、Cd、F、Hg、有机物等的工业废水不断排入河中或通过渗透进入地下水，给人们的身体健康带来了极大的伤害。经过初步净化的自来水很难达到直接饮用标准，因此，购买来自远方的桶装纯净水或矿泉水成为城市居民的一大笔开支，而且还相当不便。即使如此，由于众多的中间环节，水质也往往很难得到保证。伴随着物质生活的不断丰富，人们对生活质量的要求也逐渐提高，人们迫切需求一种高效的、便利的水质处理装置。
现有市场销售的饮水机用水质净化器滤芯仍然存在处理量小、过滤能力差、杀菌力不强、使用不便等缺点。
中国专利02136205采用负载TiO2薄膜的小石英玻璃管或者小石英玻璃片作为催化载体。该方法虽然利用了光催化的原理，但专利中未对TiO2的晶型、粒度等性能进行说明和权利要求。而且石英玻璃管或玻璃片为实心体，涂膜后比表面积小，因此光催化效果差，杀菌效果不明显。同时该装置只有一段处理，在光催化前后没有其它处理措施，使催化剂的利用率不高。
三、发明的内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提出一种具有纳米光触媒效应的水质净化器，其特点是有过滤性强、杀灭细菌、抑制细菌再生、降解甲醛等有机物的功能，可用于家庭、医院、学校食堂的饮用水处理，实验室用水以及公共设施的自来水处理。
本实用新型的目的由以下技术措施实现具有纳米光触媒抗菌效应的水质净化器，其特点是该净化器由机箱和光触媒室、过滤室、带灯座的紫外灯组成，通过管路和连接件将各装置和器件连接构成水质净化器整体。光触媒室、过滤室既可单独使用，也可根据水质和使用需求进行不同的组合使用。
过滤室装有多层多孔复合陶瓷隔板，陶瓷隔板之间充填80％以上的多孔吸附抗菌颗粒。颗粒为活性炭、硅藻土、麦饭石或离子交换树脂与纳米银、锐钛型纳米二氧化钛复合而成。过滤室为紫外线透过性较好的玻璃或塑料做成。
光触媒室内装有多层多孔复合陶瓷隔板，陶瓷隔板之间充填有20-80％的多孔陶瓷颗粒。光触媒室为紫外线透过性较好的玻璃或塑料做成。
多孔复合陶瓷板均为陶瓷与纳米光触媒材料复合而成。多孔陶瓷颗粒为锐钛型纳米二氧化钛、纳米银和纳米氧化锌与多孔的天然矿物材料硅藻土、海泡石和沸石复合而成。陶瓷颗粒粒径为2-20mm，孔隙率＞50％，孔径为10-1000μm，比表面积＞10m2/g，密度为1.0-2.0g/cm3。
本实用新型的性能指标1、对水中大肠杆菌、葡萄球菌等常见细菌的杀灭率达99％以上。
2、对水中有机物的降解率在99％以上。
3、对水中悬浮物、颗粒、重金属的吸附率在99％以上。
本实用新型的水质净化器可用于家庭、医院、学校食堂的饮用水处理，实验室用水以及公共设施的自来水处理。
本实用新型和现有技术相比具有以下优点1)水与光触媒的接触面积大采用的纳米复合多孔陶瓷颗粒为高活性纳米二氧化钛、纳米银等与多孔天然吸附材料复合而成，颗粒孔径为10～1000μm，孔隙率大于50％，孔隙互相连通，比表面积＞10m2/g，密度为1.0-2.0g/cm3，颗粒直径在2-20mm，净化过程中颗粒可悬浮于水中。按200克触媒颗粒、每克触媒颗粒的比表面积为10平方米计算，水与触媒总接触面积为10m2×200＝2000m2，而对石英玻璃管或玻璃片来说，其总接触面积也不过几个至十几个平方米。因此其接触面积为现有技术的几十倍甚至上百倍。
2)过滤室主要起到对自来水进行初步净化的作用，对水中悬浮物、颗粒、重金属的吸附率在99％以上，对水中大肠杆菌、葡萄球菌等常见细菌的杀灭率达90％以上。其净化效果与现有市场销售的净化器滤芯的效果相当。光触媒室主要是对前述过滤后的水在紫外光照射下，经纳米光触媒进行深度净化，进一步杀灭细菌、降解有机物达99％，符合直接饮用水标准。
3)由于颗粒孔隙率高，加上颗粒处于悬浮状态，因此紫外光在颗粒间的透过性增强，光活性增加。
4)净化器机箱内壁为金红石纳米二氧化钛涂层，由于金红石纳米二氧化钛具有很强的遮盖力和抗紫外的能力，因此净化器内壁涂覆金红石纳米二氧化钛后既可以防止紫外线外泄造成对人的伤害，同时把紫外线固定在光催化室内，可提高其催化效率，降低能耗。
四
附图1为具有纳米光触媒抗菌效应的水质净化器的结构示意图。
附图2为机箱示意图。
附图3为多孔复合陶瓷板示意图。
附图4为带紫外灯室的光触媒室示意图。
附图5为过滤室示意图。
附图中1机箱、2过滤器、3光触媒室、4紫外灯室、5带灯座的紫外灯、6多孔吸附抗菌颗粒、7光触媒颗粒、8多孔复合陶瓷板、9进水管及阀门、10三通及阀门。
五具体实施方式
下面通过实施例对本实用新型进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本实用新型的进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本实用新型的内容做出一些非本质的改进和调整。
实施例本实用新型具有结构简单、制造方便的特点，如附图1所示。具有纳米光触媒抗菌效应的水质净化器由机箱1和机箱内的过滤室2、含紫外灯室4的光触媒室3、带灯座的紫外灯5，通过管路和连接件将各种装置和器件连接构成水质净化器整体。紫外灯室4和光触媒室3固定连接。光触媒室3、过滤室2与机箱1之间均为活动连接，光触媒室3和过滤室2既可单独作为净水器使用，也可根据水质和使用需求进行不同的组合使用。
如图1所示，过滤室2和光触媒室3装有多层多孔复合陶瓷板8，陶瓷板分别与过滤室和光触媒室活动连接。过滤室的陶瓷板之间充填多孔吸附抗菌颗粒6，光触媒室的陶瓷板之间充填光触媒颗粒7。机箱顶盖可拆下对过滤室或光触媒室进行更换等，顶盖中间设有带灯座的紫外灯5，紫外灯插入紫外灯室4内。
机箱内涂有金红石纳米二氧化钛涂层。
多孔复合陶瓷板均为陶瓷与纳米光触媒材料复合而成。多孔陶瓷颗粒为锐钛型纳米二氧化钛、纳米银和纳米氧化锌与多孔的天然矿物材料硅藻土、海泡石和沸石复合而成。陶瓷颗粒粒径为2-20mm，孔隙率＞50％，孔径为10～1000μm，比表面积＞10m2/g，密度为1.0-2.0g/cm3。
本实用新型是这样实现的水经进水口9进入过滤室2，然后经过多层多孔复合陶瓷板8和多孔吸附抗菌颗粒6，滤去水中的尘埃、悬浮物、重金属，同时进行杀菌；初步净化后的水再经过三通及阀门10放出作为做饭、洗菜、洗漱用水，也可进入光触媒室进行深度净化，经含光触媒的多孔陶瓷板8和陶瓷板间的光触媒颗粒7，在紫外光照射下进行光催化杀菌和有机物的降解；处理后的洁净水再经过滤室2过滤后放出，可作为直接饮用水使用。
权利要求1.具有纳米光触媒抗菌效应的水质净化器，其特征在于该净化器由机箱(1)和过滤室(2)、带紫外灯室(4)的光触媒室(3)、带灯座的紫外灯(5)组成，通过管路和连接件将各装置和器件连接构成水质净化器整体；紫外灯室(4)和光触媒室(3)固定连接；光触媒室(3)、过滤室(2)机箱(1)之间均为活动连接。
2.如权利要求1所述具有纳米光触媒抗菌效应的水质净化器，其特征在于过滤室(2)设有多层多孔陶瓷复合板，陶瓷板与过滤室活动连接；陶瓷板间充填80％以上的多孔吸附抗菌颗粒为活性炭、硅藻土、麦饭石或离子交换树脂颗粒与纳米银、锐钛型纳米二氧化钛复合而成，过滤室为紫外线透过性好的玻璃或塑料做成。
3.如权利要求1所述具有纳米光触媒抗菌效应的水质净化器，其特征在于光触媒室(3)设有多层多孔陶瓷复合板，陶瓷板与光触媒室活动连接，陶瓷板间充填20-80％的多孔陶瓷颗粒；光触媒室(3)为紫外线透过性好的玻璃或塑料做成。
4.如权利要求3所述具有纳米光触媒抗菌效应的水质净化器，其特征在于该净化器的多孔陶瓷复合板为陶瓷与纳米光触媒材料复合而成，多孔陶瓷颗粒为锐钛型纳米二氧化钛、纳米银和纳米氧化锌与多孔天然矿物材料硅藻土、海泡石和沸石复合而成，陶瓷颗粒粒径为2-20mm，孔隙率＞50％，孔径为10-1000μm，比表面积＞10m2/g，密度为1.0-2.0g/cm3。
专利摘要一种具有纳米光触媒抗菌效应的水质净化器，其特点是该净化器由机箱(1)和过滤室(2)、带紫外灯室(4)的光触媒室(3)、带灯座的紫外灯(5)组成，通过管路和连接件将各装置和器件连接构成水质净化器整体。光触媒室、过滤室既可单独使用，也可根据水质和使用需求进行不同的组合使用。它具有过滤性能强，杀灭细菌、抑制细菌再生、降解有机物的功能，可应用于家庭、医院、学校和其它公共设施的生活用水或其它用水。
文档编号C02F9/04GK2744676SQ200320115188
公开日2005年12月7日 申请日期2003年12月3日 优先权日2003年12月3日
发明者张云, 周大利, 尹光福, 杨为中 申请人:四川大学