专利名称：纳米级二氧化钛光催化净化环境材料的制备设备的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种纳米级二氧化钛光催化净化环境材料的制备设备。
以纳米二氧化钛半导体材料为基础的光催化技术是近年来发展起来的环境净化技术。纳米二氧化钛在阳光或荧光灯的紫外线照射后，内部的电子会发生激励，其结果是产生了带负电的电子和带正电的空穴。电子使空气或水中的氧还原，生成双氧水，而空穴则会氧化表面的水分子产生羟基原子团，这些都是活性氧，有着强大的氧化分解能力，从而能够分解、清除附着在氧化钛表面的各种有机物，另外，二氧化钛还有不易分解和超亲水性，在净化环境方面有着得天独厚的优势。
现有技术中制备纳米级二氧化钛的方法大致有气相法、固相法和液相法三种，气相法和固相法或是工艺复杂或是反应温度高、能耗大、设备复杂、实施困难。雾化水解法是一种制备适用于上述环境净化的纳米级二氧化钛的较好的方法，但现有的反应设备不能很好的适应其各项需求。
本实用新型的目的是这样实现的用雾化水解方法制备纳米级二氧化钛需要参与反应的物料钛盐溶液、氨水和碱液以约1微米直径的水珠喷入反应罐中，且应是钛盐溶液、氨水由下向上喷而碱液由上向下喷，这样的混合效果很好，反应物要以一定的速度喷入反应罐，就需要对其施加压力，另外，反应物在反应罐中应得到充分的分散。因此，本设备是这样设计的
本设备包括反应罐、定量泵，在所述反应罐中设有搅拌轴，在所述搅拌轴上下固有至少两个搅拌器，在上的可以是桨式搅拌桨，在下的最好是曲线式搅拌器，其桨叶为弧形板，在搅拌时以凸面推动液体，推力大阻力小，在其后的凹陷部分会产生旋涡，使反应液处于较大的紊流状态。在上的桨式搅拌桨和在下的曲线式搅拌器配合起来对在本反应器中获得细小的晶粒是有很大的作用的。如果反应罐较大或为了使搅拌效果更好，可以在所述上下两搅拌桨之间的搅拌轴上再设置搅拌器。在所述反应罐的下部设喷头分别与输送Ti4+和氨水的定量泵的排液管连接，所述喷嘴可在罐的圆同方向上均匀的3-4个，或是带有喷孔的盘管，在所述反应罐的上部设有同样的喷头与输送碱液的定量泵的排液管相连接，在反应罐的上部设有溢流口，供反应液溢流排出。本反应罐中的给料装置中的喷头的上下位置和在圆周方向上的布置也对获得超细晶粒起到很大的作用。
所述的反应罐也可以是若干个串联在一起，以适应反应液在反应罐中长时间停留的需要，而不至于使反应罐体积太大，而使各反应物分散不匀和使搅拌费力，相邻反应罐之间前一个反应罐的溢流口通过管路与后一个反应罐的进料口，最后一个罐的出料口设于罐底。串联几个反应罐的目的是使反应物在其中停留足够长的时间，为了获得所需很细小的晶粒，几个反应罐的容积从前向后逐渐增大，前面较小的反应罐对形成晶核比较有利，而形成了的晶核到后面较大的反应罐中可以减慢晶核的长大速度，在各个反应罐中均设加料喷头以便向其中不断加入反应液，以保证其中恒定的酸碱度、Ti4+以及氨水的浓度。
本实用新型通过所提供的设备，通过其中的搅拌器和给料喷嘴的设置结构使反应物在其中得到充分的分散，使获得的二氧化钛晶体的粒径为纳米级，且呈针状且粒径均一，其比表面积大，设置几个反应罐的串联结构更促进了晶粒的定向生长，用本设备制备出的二氧化钛晶体具有出色的净化环境的性能。
反应罐1、2和3串联在一起，相邻反应罐之间前一个反应罐的溢流口通过管路与后一个反应罐的进料口连接，最后一个罐的出料口设于罐底。反应罐1、2和3的容积从前向后逐渐增大，它们的容积分别是3立方米、5立方米和8立方米，三个反应罐的容积为3∶5∶8，经试验对晶粒的形核和晶核的定向生长最为有利。在各个反应罐中的反应液均设加料喷头，以保证其中恒定的酸碱度、Ti4+以及氨水的浓度。
权利要求1.一种纳米级二氧化钛光催化净化环境材料的制备设备，包括反应罐和定量泵，在所述反应罐中设有搅拌轴，其特征在于在所述搅拌轴上下固有至少两个搅拌器，在上的是桨式搅拌桨，在下的是曲线式搅拌器，其桨叶为弧形板，在所述反应罐的下部设喷头分别与输送Ti4+和氨水的定量泵的排液管连接，在所述反应罐的上部设有喷头与输送碱液的定量泵的排液管相连接，在反应罐的上部设有溢流口。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述喷嘴在罐的圆同方向上均匀3-4个。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述喷嘴是带有喷孔的盘管，
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述反应罐是若干个串联在一起，相邻反应罐之间前一个反应罐的溢流口通过管路与后一个反应罐的进料口，最后一个罐的出料口设于罐底；几个反应罐的容积从前向后逐渐增大，在各个反应罐中的反应液均设加料喷头。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于所述反应罐三个串联在一起，从前向后它们的容积比为3∶5∶8。
专利摘要本实用新型公开一种纳米级二氧化钛光催化净化环境材料的制备设备，包括反应罐和定量泵，在反应罐中设有搅拌轴，在搅拌轴上下固有至少两个搅拌器，在上的是桨式搅拌桨，在下的是曲线式搅拌器，其桨叶为弧形板，在反应罐的下部设喷头分别与输送Ti
文档编号B01J37/03GK2558451SQ02240300
公开日2003年7月2日 申请日期2002年6月13日 优先权日2002年6月13日
发明者许开华, 郭学益, 李启厚 申请人:深圳市格林美环境材料有限公司