水溶膠生產(chǎn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光觸媒產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及光觸媒納米Ti02水溶膠生產(chǎn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光催媒是一種以納米級(jí)Ti02為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱(chēng)，是當(dāng)前國(guó)際上治理室內(nèi)環(huán)境污染的理想材料，在光線(xiàn)的作用下，產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能，能有效地降解空氣中如甲醛等有毒有害氣體，能有效殺滅多種細(xì)菌，抗菌率高達(dá)99.99%，并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無(wú)害化處理，同時(shí)還具備除臭、抗污等功能。
[0003]近年來(lái)，由于“裝修污染癥候群”的出現(xiàn)，室內(nèi)環(huán)境污染問(wèn)題頻現(xiàn)，成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。據(jù)權(quán)威報(bào)道，在我國(guó)70%以上的家庭裝修污染超標(biāo)，且污染嚴(yán)重超標(biāo)達(dá)30%以上。它不但會(huì)引發(fā)肺炎、氣管炎、白血病、腦血栓等疾病，還可能導(dǎo)致孕婦流產(chǎn)、新生兒畸形等一系列疾病。
[0004]將納米級(jí)Ti02整理于織物表面，形成光觸媒產(chǎn)品，滿(mǎn)足消費(fèi)者“安全需求”，市場(chǎng)前景極為廣闊。如上所述，光觸媒在光的照射下，會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似光合作用的光催化反應(yīng)，產(chǎn)生出氧化能力極強(qiáng)的自由氫氧基和活性氧，具有很強(qiáng)的光氧化還原功能，因此光觸媒的單位體積的表面積越大，光催化反應(yīng)的作用越強(qiáng)，產(chǎn)生出的自由氫氧基和活性氧越多，可以說(shuō)粒徑大小是光觸媒優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)，這就要求光觸媒在制備以及后續(xù)存放和使用過(guò)程中，不僅需要Ti02粒徑應(yīng)足夠的小，同時(shí)需要Ti02不能發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，影響光反應(yīng)面積，而目前的水溶膠制備方法是將鈦酸丁酯倒入酸性溶液中混合而成，存在以下兩個(gè)方面的缺陷:
一是只能采用高于30納米級(jí)1102作為原料，若用低于30納米級(jí)1102作為原料，在制備中必定發(fā)生打02團(tuán)聚現(xiàn)象，不僅浪費(fèi)了資源，而且無(wú)法制備得到高含量的Ti02水溶膠，同時(shí)在后續(xù)儲(chǔ)存和使用過(guò)程中繼續(xù)發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象(雖然在制備過(guò)程中對(duì)沉淀的團(tuán)聚物做了液固分離，但沒(méi)有形成沉淀的小團(tuán)聚物仍留在水溶膠中，在儲(chǔ)存中這些小團(tuán)聚物會(huì)繼續(xù)發(fā)生團(tuán)聚)，使獲得的水溶膠中打02極不穩(wěn)定，水溶膠中Ti02含量會(huì)隨著儲(chǔ)存時(shí)間的推移逐漸減少。
[0005]二是30納米級(jí)以上Ti02，其能帶和導(dǎo)帶之間的帶隙能為5.127X10 19J，其能量相當(dāng)于波長(zhǎng)為387.5nm的紫外光，只能在388nm以下紫外光照射下發(fā)生光催化反應(yīng)，對(duì)光照有特定要求，限制了載體的使用環(huán)境，換句話(huà)說(shuō)，在沒(méi)有紫外光的環(huán)境中將不具有降解空氣中如甲醛等有毒有害氣體，殺滅多種細(xì)菌等作用。
[0006]當(dāng)粒子的大小在1?10納米級(jí)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)量子效應(yīng)，成為量子化粒子，明顯禁帶變寬，電子-空穴具有更強(qiáng)的氧化還原能力，催化活性將隨尺寸量子化程度的提高而增加，使得在正常光照下也能達(dá)到理想的效果。用1?10納米級(jí)Ti02制備光觸媒Ti02水溶膠，使其載體能在正常光照下都能發(fā)生光催化反應(yīng)，為廣大消費(fèi)者造福，是本行業(yè)科技工作者亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。
[0007]因此設(shè)計(jì)一套合理的光觸媒納米Ti02水溶膠生產(chǎn)裝置實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)尤其重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種光觸媒納米Ti02水溶膠生產(chǎn)裝置，設(shè)備配置合理，生產(chǎn)的光觸媒納米1102水溶膠體系穩(wěn)定，不團(tuán)聚，含量高，尤其適用于體系極不穩(wěn)定的1?10納米級(jí)T1yKSI父生廣，生廣效率大幅提尚。
[0009]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
光觸媒納米1102水溶膠生產(chǎn)裝置，包括預(yù)配槽、滴加反應(yīng)釜和陳化反應(yīng)釜；
所述預(yù)配槽設(shè)有攪拌裝置，用于配制鈦酸丁酯均相溶液；
所述滴加反應(yīng)釜設(shè)有攪拌裝置，用于配制無(wú)機(jī)酸溶液；并設(shè)有滴加裝置或霧噴裝置，用于將預(yù)配槽內(nèi)配制的鈦酸丁酯均相溶液滴加或霧噴入不斷攪拌的無(wú)機(jī)酸溶液中參與體系反應(yīng);
所述陳化反應(yīng)釜，用于將滴加反應(yīng)釜中反應(yīng)完成的分散液進(jìn)行密封靜置陳化反應(yīng)得光觸媒納米Ti02水溶膠；
本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述滴加反應(yīng)爸內(nèi)按液面大小，至少每50?80方厘米設(shè)定一個(gè)滴頭。
[0010]本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述預(yù)配槽與滴加反應(yīng)釜的滴加裝置或霧噴裝置之間、滴加反應(yīng)釜與陳化反應(yīng)釜之間通過(guò)栗連通。通過(guò)栗輸送物料，提高工作效率。
[0011]本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述陳化反應(yīng)釜連通減壓裝置，并與釜外的管式換熱器連通。
[0012]本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述管式換熱器與凝液收集槽連通。
[0013]本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述陳化反應(yīng)釜連通儲(chǔ)存罐。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn):
一、如【背景技術(shù)】所述，水溶膠中Ti02粒徑大小、含量高低是光觸媒優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)，但納米級(jí)Ti02水溶膠在生產(chǎn)的反應(yīng)體系中極不穩(wěn)定，極易發(fā)生團(tuán)聚、析出現(xiàn)象，致使Ti02光反應(yīng)表面積減少，含量降低，最終影響光觸媒產(chǎn)品的光催化性能。研發(fā)人員經(jīng)長(zhǎng)期試驗(yàn)總結(jié)，光觸媒Ti02水溶膠生產(chǎn)中鈦酸丁酯均相溶液以滴加和霧噴的方法溶于攪拌下的無(wú)機(jī)酸溶液中參于反應(yīng)尤其重要，因此生產(chǎn)線(xiàn)中設(shè)置相對(duì)應(yīng)的可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的設(shè)備。
[0015]二、對(duì)陳化之后的水溶膠作負(fù)壓蒸餾不僅可去除乙醇及負(fù)反應(yīng)物丁醇等帶來(lái)的異味，同時(shí)可提升水溶膠PH值達(dá)2.0?3.0，使其在儲(chǔ)存過(guò)程中性能穩(wěn)定。后期使用時(shí)配加蒸餾水可調(diào)PH值至3.0?4.0，當(dāng)添加到織物表面后，再通過(guò)抽風(fēng)、烘干等工序，PH值接近7，從而達(dá)到無(wú)異味、無(wú)腐蝕的效果。本發(fā)明在陳化反應(yīng)釜連通減壓裝置，并與釜外的管式換熱器連通，滿(mǎn)足陳化反應(yīng)后負(fù)壓蒸餾工藝。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，本發(fā)明包括預(yù)配槽11、滴加反應(yīng)釜12和陳化反應(yīng)釜15 ；
所述預(yù)配槽11設(shè)有攪拌裝置17，用于配制鈦酸丁酯均相溶液； 所述滴加反應(yīng)釜12設(shè)有攪拌裝置17，用于配制無(wú)機(jī)酸溶液；并設(shè)有滴加裝置13 (或霧噴裝置)，用于將預(yù)配槽內(nèi)配制的鈦酸丁酯均相溶液滴加或霧噴入不斷攪拌的無(wú)機(jī)酸溶液中參與體系反應(yīng)；滴加反應(yīng)爸內(nèi)按液面大小，至少每50?80平方厘米設(shè)定一個(gè)滴頭。
[0018]所述陳化反應(yīng)釜15，用于將滴加反應(yīng)釜中反應(yīng)完成的分散液進(jìn)行密封靜置陳化反應(yīng)得光觸媒納米Ti02水溶膠；
所述陳化反應(yīng)釜15連通減壓裝置14，并與釜外的管式換熱器16連通，用于對(duì)陳化好的水溶膠進(jìn)行負(fù)壓蒸餾，去除乙醇及負(fù)反應(yīng)物丁醇等帶來(lái)的異味，同時(shí)可提升水溶膠PH值達(dá)
2.0 ?3.0ο
[0019]所述預(yù)配槽23與滴加反應(yīng)釜的滴加裝置12 (或霧噴裝置)之間、滴加反應(yīng)釜12與陳化反應(yīng)釜15之間通過(guò)栗18連通。
[0020]所述管式換熱器16與凝液收集槽10連通。所述陳化反應(yīng)釜15連通儲(chǔ)存罐19。[0021 ] 光觸媒納米1102水溶膠生產(chǎn)工藝:
(1)取重量份0.9?1:1的鈦酸丁酯和有機(jī)溶劑，室溫下將鈦酸丁酯溶解于有機(jī)溶劑中形成鈦酸丁酯均相溶液，充分?jǐn)嚢杈鶆颍瑐溆茫?br> (2)室溫下取無(wú)機(jī)酸與水混合得PH=1.5?3.5無(wú)機(jī)酸溶液，充分?jǐn)嚢杈鶆?，備用?br> (3)在20°C?60°C條件下，將鈦酸丁酯均相溶液以滴加或霧噴的方式加入攪拌的無(wú)機(jī)酸溶液中得到乳白色分散液，滴加速度不快于2滴/s，每滴鈦酸酯乙醇溶液體積0.04?0.07ml ;鈦酸丁酯均相溶液與無(wú)機(jī)酸溶液重量比為1:3?5 ;
(4)滴加完成后繼續(xù)攪拌1小時(shí)以上，得到乳白色分散液；
(5)通過(guò)化工離心栗將滴加反應(yīng)釜內(nèi)的水分散液栗入陳化反應(yīng)釜內(nèi)，將分散液密封靜置陳化120小時(shí)以上，形成微黃色半透明納米Ti02水溶膠；
(6)待陳化好后，通過(guò)減壓裝置將陳化反應(yīng)釜內(nèi)的壓力減至0.07?0.15MPa負(fù)壓，對(duì)1102水溶膠進(jìn)行蒸餾，去除乙醇及負(fù)反應(yīng)物丁醇等帶來(lái)的異味，控制Ti02水溶膠PH值為
2.0?3.0，蒸餾好的水溶膠轉(zhuǎn)存于儲(chǔ)存罐19中待用，蒸餾過(guò)程中形成的廢液通過(guò)管式換熱器16收集于凝液收集槽10。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.光觸媒納米T12水溶膠生產(chǎn)裝置，其特征在于:包括預(yù)配槽(11 )、滴加反應(yīng)釜(12)和陳化反應(yīng)釜(15)； 所述預(yù)配槽(11)設(shè)有攪拌裝置(17)，用于配制鈦酸丁酯均相溶液； 所述滴加反應(yīng)釜(12)設(shè)有攪拌裝置(17)，用于配制無(wú)機(jī)酸溶液；并設(shè)有滴加裝置(13)或霧噴裝置，用于將預(yù)配槽內(nèi)配制的鈦酸丁酯均相溶液滴加或霧噴入不斷攪拌的無(wú)機(jī)酸溶液中參與體系反應(yīng)； 所述陳化反應(yīng)釜(15)，用于將滴加反應(yīng)釜中反應(yīng)完成的分散液進(jìn)行密封靜置陳化反應(yīng)得光觸媒納米Ti(yK溶膠。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光觸媒納米T12水溶膠生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述滴加反應(yīng)釜(12)內(nèi)按液面大小，至少每50?80兩平方厘米設(shè)定一個(gè)滴頭或霧噴嘴。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光觸媒納米T12水溶膠生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述預(yù)配槽(11)與滴加反應(yīng)釜的滴加裝置(13)或霧噴裝置之間、滴加反應(yīng)釜(12)與陳化反應(yīng)釜(15)之間通過(guò)栗(18)連通。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光觸媒納米T12水溶膠生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述陳化反應(yīng)釜(15)連通減壓裝置(14)，并與釜外的管式換熱器(16)連通。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光觸媒納米T12水溶膠生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述管式換熱器(16)與凝液收集槽(10)連通。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光觸媒納米T12水溶膠生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述陳化反應(yīng)釜連通儲(chǔ)存罐(19)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了光觸媒納米TiO2水溶膠生產(chǎn)裝置，包括預(yù)配槽、滴加反應(yīng)釜和陳化反應(yīng)釜。本生產(chǎn)裝置配置合理，生產(chǎn)的光觸媒納米TiO2水溶膠體系穩(wěn)定，不團(tuán)聚，含量高，尤其適用于體系極不穩(wěn)定的1～10納米級(jí)TiO2水溶膠生產(chǎn)，生產(chǎn)效率大幅提高。
【IPC分類(lèi)】B01J19/18, B01J21/06, C01G23/053, B01J19/26
【公開(kāi)號(hào)】CN105363400
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510815556
【發(fā)明人】滕召部, 董永春, 石海峰, 馬幫奎, 袁眙生, 莊啟昕, 馮霞
【申請(qǐng)人】江蘇騰盛紡織科技集團(tuán)有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年11月23日