專利名稱：利用覆有納米二氧化鈦薄膜的玻璃環(huán)凈化有機(jī)污染氣體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空氣凈化領(lǐng)域，特別涉及一種利用覆有納米二氧化鈦薄膜的玻璃環(huán)凈 化有機(jī)污染氣體的方法。
背景技術(shù)：
納米二氧化鈦光催化氧化技術(shù)具有效率高、能耗低、操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、適 用范圍廣、沒(méi)有二次污染等優(yōu)點(diǎn)，在有機(jī)污染物治理中占有重要地位。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展 和人類生活設(shè)施的現(xiàn)代化，甲醛和苯等物質(zhì)是空氣中常見(jiàn)的揮發(fā)性有機(jī)污染物，被世界衛(wèi) 生組織確定為強(qiáng)致癌物質(zhì)。目前對(duì)可揮發(fā)性有機(jī)污染物的處理技術(shù)，主要包括通風(fēng)換氣、吸附技術(shù)、臭氧發(fā)生 技術(shù)、等離子體技術(shù)、光催化凈化技術(shù)等。通風(fēng)換氣凈化方法主要應(yīng)用在污染程度較輕的場(chǎng) 合；吸附技術(shù)分為物理吸附和化學(xué)吸附，該方法能有效地清除濃度很低的有害物質(zhì)，凈化效 率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，但吸附劑要定期更換，常用的吸附材料有活性炭、硅膠等；等離子體技術(shù)是 利用氣體放電產(chǎn)生的具有高度反應(yīng)活性的電子、原子、分子和自由基與各種有機(jī)、無(wú)機(jī)污染 物反應(yīng)，從而使污染物降解。光催化凈化是基于光催化劑在紫外線照射下具有的氧化還原 能力，常用的光催化劑有Ti02、Zn02、Fe203等，其中TiO2具有良好的抗光腐蝕性和催化活性、 性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉、無(wú)毒無(wú)害是目前公認(rèn)的最佳光催化劑。良好的光催化劑載體應(yīng)具有以下特點(diǎn)具有良好的透光性；在不影響二氧化鈦催 化活性的前提下，與二氧化鈦顆粒間具有較強(qiáng)的結(jié)合力；比表面積大；對(duì)被降解的污染物 有較強(qiáng)吸附性；易于固液分離；有利于固-液傳質(zhì)；化學(xué)惰性等。光催化劑載體的作用主要 是固定二氧化鈦，防止二氧化鈦流失，提高二氧化鈦的利用率；提高光源利用率；便于制成 各種形狀的光催化反應(yīng)系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)外研究較多的催化劑載體有=SiO2、玻璃纖維網(wǎng)、空心陶瓷球、海砂、層 狀石墨、空心玻璃珠、石英玻璃片、普通玻璃片、光導(dǎo)纖維、天然粘土、活性炭等。在載體選擇 時(shí)，必須對(duì)光效率、光催化活性、催化劑負(fù)載的牢固性、使用壽命、價(jià)格等作綜合考慮。日前， 科技工作者對(duì)玻璃和陶瓷作為載體的研究較為廣泛。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種利用覆有 納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)凈化降解空氣中有機(jī)污染氣體的方法。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種利用覆有納米二氧化鈦薄膜的玻璃 環(huán)凈化有機(jī)污染氣體的方法，其特征在于包括以下操作步驟(1)制備覆有納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)；(2)將覆有納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)裝入凈化裝置的石英玻 璃管中；
4
(3)將有機(jī)污染氣體由凈化裝置的混合容器進(jìn)樣口以0. 16L/min 1. 60L/min的 速度注入；(4)啟動(dòng)凈化裝置，打開(kāi)紫外燈進(jìn)行照射后，有機(jī)污染氣體降解為二氧化碳和水。所述有機(jī)污染氣體為甲醛、苯、甲苯、硫化氫和氨氣中的至少一種。步驟⑷所述紫外燈的瓦數(shù)彡15W ；所述照射時(shí)間為15min 120min，照射的光照 強(qiáng)度為 1. 36mff/cm2 6. 89mW/cm2。步驟(1)所述玻璃環(huán)的制備方法按以下操作步驟(1)將高硼玻璃管截?cái)酁楦叨葹? 3cm的玻璃環(huán)；(2)將步驟(1)所得高硼玻璃環(huán)在稀硫酸溶液中浸泡6 10小時(shí)，用去離子水清 洗，烘干干燥，得到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃環(huán)；(3)將步驟(2)所得經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃環(huán)浸入納米二氧化鈦膠體中，取出，待濕膜 干燥后，放在馬弗爐中進(jìn)行熱處理，處理溫度400 600°C，處理時(shí)間30 120min，得到覆 有納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)。步驟(3)所述納米二氧化鈦膠體的制備按以下操作步驟(1)將鈦的化合物和乙酐混合，加入非極性溶劑中，所述鈦的化合物、乙酐和非極 性溶劑的摩爾比為1 1 2，在溫度80 90°C條件下進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物呈現(xiàn)乳白色后， 繼續(xù)反應(yīng)0. 5 lh，將反應(yīng)生成物經(jīng)分離、洗滌、自然風(fēng)干得到鈦氧配合物的混合物粉體；(2)稱取步驟(1)所得混合物粉體于反應(yīng)器中，加水，加酸，再加入摻雜劑；混合 均勻，90°C反應(yīng)10h，得到納米二氧化鈦溶膠；所述混合物粉體、水、摻雜劑和酸的摩爾比為 5 100 0.05 1 ；(3)在步驟(2)所得納米二氧化鈦溶膠中加入酸進(jìn)行絮凝，離心分離得到凝膠體； 所述酸的體積占納米二氧化鈦溶膠和酸的總體積的10 15% ；(4)在步驟(3)所得凝膠體中加入2倍凝膠體體積的水，攪拌，離心分離，重復(fù)2 次，在經(jīng)過(guò)水洗處理的凝膠體中加入20倍凝膠體體積的水，得到納米二氧化鈦水溶膠。步驟(1)所述鈦的化合物為異丙醇鈦、四丁氧基鈦、乙氧基鈦、四氯化鈦酸鋇或三 氯化鈦；所述非極性溶劑為環(huán)己烷、四氯化碳、苯或石油醚。步驟(2)所述酸為濃硝酸、濃鹽酸、磷酸或硫酸；所述摻雜劑為硝酸鐵。步驟(3)所述酸為硫酸、硝酸、鹽酸或磷酸。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益的效果(1)本發(fā)明制得的納米二氧化鈦膠體催化劑制備成本低；(2)采用光觸媒技術(shù)，即納米二氧化鈦在紫外光照射下可以高效的把有機(jī)污染物 分解為無(wú)毒無(wú)公害的物質(zhì)——二氧化碳和水，沒(méi)有二次污染；(3)采用固定化技術(shù)制備了 TiO2/玻璃復(fù)合空氣凈化薄膜。由于玻璃透光性好，且 高硼玻璃對(duì)紫外線吸收較少，所以玻璃作為載體能夠充分利用紫外光源。在設(shè)計(jì)中采用玻 璃環(huán)不僅具有透光性好的優(yōu)點(diǎn)，而且玻璃環(huán)的內(nèi)外表面均負(fù)載了 TiO2薄膜，在凈化過(guò)程中 待凈化氣體多次穿行于玻璃環(huán)的內(nèi)外表面，還能很好的增加透氣性和增大反應(yīng)面積，有利 于光催化反應(yīng)的 行。


圖1是凈化甲醛氣體的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，其中1為混合容器，2為流量計(jì)，3為微量 氣體泵，4為管道，5為石英玻璃管，6為紫外燈，7為溫濕度計(jì)，8為風(fēng)扇，9為進(jìn)樣口，10為二 氧化碳檢測(cè)儀。圖2是用凈化有機(jī)污染氣體的實(shí)驗(yàn)裝置降解甲醛的效果圖。圖3是凈化苯氣體的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，其中1為混合容器，2為流量計(jì)，3為微量氣體泵， 4為管道，5為石英玻璃管，6為紫外燈，7為溫濕度計(jì)，8為風(fēng)扇，9為進(jìn)樣口，10為氣體傳感器。圖4是用凈化有機(jī)污染氣體的實(shí)驗(yàn)裝置降解苯的效果圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1 二氧化鈦膠體制備(1)將異丙醇鈦和乙酐混合，加入環(huán)己烷中，所述異丙醇鈦、乙酐和環(huán)己烷的摩爾 比為1 1 2，在溫度80°C條件下進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物呈現(xiàn)乳白色后，繼續(xù)反應(yīng)lh，將反應(yīng) 生成物經(jīng)分離、洗滌、自然風(fēng)干得到鈦氧配合物的混合物粉體；(2)稱取步驟(1)所得混合物粉體于反應(yīng)器中，加水，加濃硝酸，再加入摻雜劑硝 酸鐵；混合均勻，90°C反應(yīng)10h，得到納米二氧化鈦溶膠；所述混合物粉體、水、摻雜劑和濃 硝酸的摩爾比為5 100 0.05 1 ；(3)在步驟(2)所得納米二氧化鈦溶膠中加入硫酸進(jìn)行絮凝，離心分離得到凝膠 體；所述硫酸的體積占納米二氧化鈦溶膠和硫酸的總體積的15% ；(4)在步驟(3)所得凝膠體中加入20mL水，攪拌，離心分離，重復(fù)2次，在經(jīng)過(guò)水洗 處理的凝膠體中加入IOOmL水得到納米二氧化鈦水溶膠。覆有納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)的制備(1)將高硼玻璃管截?cái)酁楦叨葹镮cm的玻璃環(huán)；(2)將步驟(1)所得高硼玻璃環(huán)在稀硫酸溶液中浸泡6小時(shí)，用去離子水清洗，烘 干干燥，得到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃環(huán)；(3)將步驟(2)所得經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃環(huán)浸入上述所得納米二氧化鈦膠體中，取 出，待濕膜干燥后，放在馬弗爐中進(jìn)行熱處理，處理溫度500°C，處理時(shí)間60分鐘，得到覆有 納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)。實(shí)施例2 二氧化鈦膠體制備(1)將四丁氧基鈦和乙酐混合，加入四氯化碳中，所述四丁氧基鈦、乙酐和四氯化 碳的摩爾比為1 1 2，在溫度90°C條件下進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物呈現(xiàn)乳白色后，繼續(xù)反應(yīng) 0. 5h，將反應(yīng)生成物經(jīng)分離、洗滌、自然風(fēng)干得到鈦氧配合物的混合物粉體；(2)稱取步驟(1)所得混合物粉體于反應(yīng)器中，加水，加濃鹽酸，再加入摻雜劑硝 酸鐵；混合均勻，90°C反應(yīng)10h，得到納米二氧化鈦溶膠；所述混合物粉體、水、摻雜劑和濃 鹽酸的摩爾比為5 100 0. 05 1 ；(3)在步驟(2)所得納米二氧化鈦溶膠中加入硝酸進(jìn)行絮凝，離心分離得到凝膠
6體；所述硝酸的體積占納米二氧化鈦溶膠和硝酸的總體積的10% ；(4)在步驟(3)所得凝膠體中加入20mL水，攪拌，離心分離，重復(fù)2次，在經(jīng)過(guò)水洗 處理的凝膠體中加入IOOmL水得到納米二氧化鈦水溶膠。覆有納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)的制備(1)將高硼玻璃管截?cái)酁楦叨葹?cm的玻璃環(huán)；(2)將步驟(1)所得高硼玻璃環(huán)在稀硫酸溶液中浸泡10小時(shí)，用去離子水清洗，烘 干干燥，得到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃環(huán)；(3)將步驟(2)所得經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃環(huán)浸入上述所得納米二氧化鈦膠體中，取 出，待濕膜干燥后，放在馬弗爐中進(jìn)行熱處理，處理溫度400°C，處理時(shí)間120分鐘，得到覆 有納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)。實(shí)施例3 二氧化鈦膠體制備(1)將乙氧基鈦和乙酐混合，加入苯中，所述乙氧基鈦、乙酐和苯的摩爾比為 1:1: 2，在溫度85°C條件下進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物呈現(xiàn)乳白色后，繼續(xù)反應(yīng)0.8h，將反應(yīng)生 成物經(jīng)分離、洗滌、自然風(fēng)干得到鈦氧配合物的混合物粉體；(2)稱取步驟(1)所得混合物粉體于反應(yīng)器中，加水，加磷酸，再加入摻雜劑硝酸 鐵；混合均勻，90°C反應(yīng)10h，得到納米二氧化鈦溶膠；所述混合物粉體、水、摻雜劑和磷酸 的摩爾比為5 100 0. 05 1 ；(3)在步驟(2)所得納米二氧化鈦溶膠中加入鹽酸進(jìn)行絮凝，離心分離得到凝膠 體；所述鹽酸的體積占納米二氧化鈦溶膠和鹽酸的總體積的12% ；(4)在步驟(3)所得凝膠體中加入20mL水，攪拌，離心分離，重復(fù)2次，在經(jīng)過(guò)水洗 處理的凝膠體中加入IOOmL水得到納米二氧化鈦水溶膠。覆有納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)的制備(1)將高硼玻璃管截?cái)酁楦叨葹?cm的玻璃環(huán)；(2)將步驟(1)所得高硼玻璃環(huán)在稀硫酸溶液中浸泡9小時(shí)，用去離子水清洗，烘 干干燥，得到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃環(huán)；(3)將步驟(2)所得經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃環(huán)浸入上述所得納米二氧化鈦膠體中，取 出，待濕膜干燥后，放在馬弗爐中進(jìn)行熱處理，處理溫度600°C，處理時(shí)間30分鐘，得到覆有 納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)。實(shí)施例4 二氧化鈦膠體制備(1)將四氯化鈦酸鋇和乙酐混合，加入石油醚中，所述四氯化鈦酸鋇、乙酐和石油 醚的摩爾比為1 1 2，在溫度86°C條件下進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物呈現(xiàn)乳白色后，繼續(xù)反應(yīng) 0. 7h，將反應(yīng)生成物經(jīng)分離、洗滌、自然風(fēng)干得到鈦氧配合物的混合物粉體；(2)稱取步驟(1)所得混合物粉體于反應(yīng)器中，加水，加硫酸，再加入摻雜劑硝酸 鐵；混合均勻，90°C反應(yīng)10h，得到納米二氧化鈦溶膠；所述混合物粉體、水、摻雜劑和硫酸 的摩爾比為5 100 0. 05 1 ；(3)在步驟(2)所得納米二氧化鈦溶膠中加入磷酸進(jìn)行絮凝，離心分離得到凝膠 體；所述磷酸的體積占納米二氧化鈦溶膠和磷酸的總體積的15% ；
(4)在步驟(3)所得凝膠體中加入20mL水，攪拌，離心分離，重復(fù)2次，在經(jīng)過(guò)水洗 處理的凝膠體中加入IOOmL水得到納米二氧化鈦水溶膠。覆有納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)的制備(1)將高硼玻璃管截?cái)酁楦叨葹?cm的玻璃環(huán)；(2)將步驟(1)所得高硼玻璃環(huán)在稀硫酸溶液中浸泡7小時(shí)，用去離子水清洗，烘 干干燥，得到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃環(huán)；(3)將步驟(2)所得經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃環(huán)浸入上述所得納米二氧化鈦膠體中，取 出，待濕膜干燥后，放在馬弗爐中進(jìn)行熱處理，處理溫度550°C，處理時(shí)間90分鐘，得到覆有 納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)。實(shí)施例5 甲醛污染氣體的凈化甲醛是日常生活中最常見(jiàn)的有機(jī)污染物之一，它的兩個(gè)氫原子受羧基的影響都非 ?；顫?，使甲醛容易氧化，并且甲醛只含有一個(gè)碳，完全氧化后一個(gè)甲醛分子對(duì)應(yīng)一個(gè)二氧 化碳分子，因此可以用凈化系統(tǒng)中二氧化碳含量的變化來(lái)間接代表系統(tǒng)中甲醛量的變化。凈化甲醛氣體的實(shí)驗(yàn)裝置如附圖1所示，其中二氧化碳測(cè)定儀，測(cè)量范圍0 lOOOOppm，精度Ippm ；甲醛溶液，質(zhì)量百分比37%。具體實(shí)驗(yàn)操作如下將實(shí)施例1所得覆有納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的 玻璃環(huán)裝入石英玻璃管中，打開(kāi)微量氣體泵使氣體在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。將甲醛溶液通過(guò)微 進(jìn)樣器由反應(yīng)裝置的進(jìn)樣口注入。在相對(duì)濕度為50%，氣體流量為1. 20L/min，光照強(qiáng)度為 6.89mW/cm2的條件下，啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行30min，使甲醛完全揮發(fā)，并混合均勻。最后打開(kāi)紫外 燈，每IOmin記錄一次二氧化碳檢測(cè)儀的數(shù)值。并在5個(gè)不同的初始甲醛質(zhì)量濃度下重復(fù) 以上試驗(yàn)，結(jié)果如附圖2所示。從圖2中可以看出，當(dāng)甲醛初始質(zhì)量濃度較低時(shí)，傳遞到催化劑表面的甲醛量較 小，因此光催化反應(yīng)速率較慢；隨著甲醛初始質(zhì)量濃度的升高，被二氧化鈦吸附的甲醛量變 大，光催化反應(yīng)速率也相應(yīng)提高。隨著甲醛初始質(zhì)量濃度的增大，甲醛的降解率呈現(xiàn)下降趨 勢(shì)(從94%下降為44% )。實(shí)施例6 苯污染氣體的凈化苯是空氣中常見(jiàn)的揮發(fā)性有機(jī)污染物。它在空氣中的濃度由氣體傳感器測(cè)出。凈化苯氣體的實(shí)驗(yàn)裝置如附圖3所示，其中苯氣體濃度傳感器，日本FIGARO公司的TGS2602半導(dǎo)體氣體傳感器；苯溶液，質(zhì)量百分比99. 5%。具體實(shí)驗(yàn)操作如下將實(shí)施例2所得覆有納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的 的玻璃環(huán)裝入石英玻璃管中，打開(kāi)微量氣體泵使氣體在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。將苯溶液通過(guò)微 進(jìn)樣器由反應(yīng)裝置的進(jìn)樣口注入。在相對(duì)濕度為20%、氣體流速為1. 60L/min、光照強(qiáng)度為 6. 89mff/cm2的條件下，啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行30min，使苯完全揮發(fā)，并混合均勻。最后打開(kāi)紫外燈， IOmin記錄一次TGS2602氣體傳感器的讀數(shù)。并在5個(gè)不同的初始苯質(zhì)量濃度下重復(fù)以上 試驗(yàn)，結(jié)果如附圖4所示。從圖4中可以看到，苯的降解速率隨著苯初始質(zhì)量濃度的增加而變大，說(shuō)明苯的 光催化降解的控制步驟是質(zhì)量傳遞。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種利用覆有納米二氧化鈦薄膜的玻璃環(huán)凈化有機(jī)污染氣體的方法，其特征在于包括以下操作步驟(1)制備覆有納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)；(2)將覆有納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)裝入凈化裝置的石英玻璃管中；(3)將有機(jī)污染氣體由凈化裝置的混合容器進(jìn)樣口以0.16L/min～1.60L/min的速度注入；(4)啟動(dòng)凈化裝置，打開(kāi)紫外燈進(jìn)行照射后，有機(jī)污染氣體降解為二氧化碳和水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用覆有納米二氧化鈦薄膜的玻璃環(huán)凈化有機(jī)污染氣 體的方法，其特征在于所述有機(jī)污染氣體為甲醛、苯、甲苯、硫化氫和氨氣中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用覆有納米二氧化鈦薄膜的玻璃環(huán)凈化有機(jī)污染 氣體的方法，其特征在于步驟(4)所述紫外燈的瓦數(shù)彡15W;所述照射時(shí)間為15min 120min，照射的光照強(qiáng)度為 1. 36mff/cm2 6. 89mW/cm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用覆有納米二氧化鈦薄膜的玻璃環(huán)凈化有機(jī)污染氣 體的方法，其特征在于步驟(1)所述玻璃環(huán)的制備方法按以下操作步驟(1)將高硼玻璃管截?cái)酁楦叨葹? 3cm的玻璃環(huán)；(2)將步驟(1)所得高硼玻璃環(huán)在稀硫酸溶液中浸泡6 10小時(shí)，用去離子水清洗，烘 干干燥，得到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃環(huán)；(3)將步驟(2)所得經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃環(huán)浸入納米二氧化鈦膠體中，取出，待濕膜干燥 后，放在馬弗爐中進(jìn)行熱處理，處理溫度400 600°C，處理時(shí)間30 120min，得到覆有納 米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用覆有納米二氧化鈦薄膜的玻璃環(huán)凈化有機(jī)污染氣 體的方法，其特征在于步驟(3)所述納米二氧化鈦膠體的制備按以下操作步驟(1)將鈦的化合物和乙酐混合，加入非極性溶劑中，所述鈦的化合物、乙酐和非極性溶 劑的摩爾比為1 1 2，在溫度80 90°C條件下進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物呈現(xiàn)乳白色后，繼續(xù) 反應(yīng)0. 5 lh，將反應(yīng)生成物經(jīng)分離、洗滌、自然風(fēng)干得到鈦氧配合物的混合物粉體；(2)稱取步驟(1)所得混合物粉體于反應(yīng)器中，加水，加酸，再加入摻雜劑；混合均 勻，90°C反應(yīng)10h，得到納米二氧化鈦溶膠；所述混合物粉體、水、摻雜劑和酸的摩爾比為 5 100 0.05 1 ；(3)在步驟(2)所得納米二氧化鈦溶膠中加入酸進(jìn)行絮凝，離心分離得到凝膠體；所述 酸的體積占納米二氧化鈦溶膠和酸的總體積的10 15% ；(4)在步驟(3)所得凝膠體中加入2倍凝膠體體積的水，攪拌，離心分離，重復(fù)2次，在 經(jīng)過(guò)水洗處理的凝膠體中加入20倍凝膠體體積的水，得到納米二氧化鈦水溶膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用覆有納米二氧化鈦薄膜的玻璃環(huán)凈化有機(jī)污染氣 體的方法，其特征在于步驟⑴所述鈦的化合物為異丙醇鈦、四丁氧基鈦、乙氧基鈦、四氯 化鈦酸鋇或三氯化鈦；所述非極性溶劑為環(huán)己烷、四氯化碳、苯或石油醚。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用覆有納米二氧化鈦薄膜的玻璃環(huán)凈化有機(jī)污染氣 體的方法，其特征在于步驟(2)所述酸為濃硝酸、濃鹽酸、磷酸或硫酸；所述摻雜劑為硝酸 鐵。2
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用覆有納米二氧化鈦薄膜的玻璃環(huán)凈化有機(jī)污染氣 體的方法，其特征在于步驟(3)所述酸為硫酸、硝酸、鹽酸或磷酸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用覆有納米二氧化鈦薄膜的玻璃環(huán)凈化有機(jī)污染氣體的方法。該方法包括步驟(1)制備覆有納米二氧化鈦薄膜的具有光催化能力的玻璃環(huán)；(2)將玻璃環(huán)裝入凈化裝置的石英玻璃管中；(3)將有機(jī)污染氣體由凈化裝置的混合容器進(jìn)樣口注入；(4)啟動(dòng)凈化裝置，打開(kāi)紫外燈，經(jīng)過(guò)120min照射后，有機(jī)污染氣體降解為二氧化碳和水。本發(fā)明采用固定化技術(shù)制備了二氧化鈦/玻璃復(fù)合空氣凈化薄膜，玻璃透光性好，且高硼玻璃對(duì)紫外線吸收較少，所以玻璃作為載體能夠充分利用紫外光源。采用玻璃環(huán)不僅具有透光性好的優(yōu)點(diǎn)，還能很好的增加透氣性和增大反應(yīng)面積，有利于光催化反應(yīng)的進(jìn)行。
文檔編號(hào)B01D53/72GK101912729SQ201010242680
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者李東勛, 沈文浩, 陳小泉 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)