[发明专利]光触媒深层净化自来水的装置和方法

权利要求书

1.光触媒深层净化自来水的装置和方法，可基本表述为顺次连接进水口、电磁阀_{(停电关水)}、水减压阀_×2、磁力场_×2、压力表_×2、流量计_×2、前过滤_×2、玻璃管腔体_×2、下水阀_×2、排气阀、后过滤、鱼木石火山石储罐、微元素微流恒量注入器、出水口，以及用导线连接的LED仪表灯_×5、LED紫外光灯珠束_×2、冷却扇_×2、电磁阀、红外停水报警器、电源适配器、开关和安插光纤束_×2，自来水通过该装置和采用的方法可制备洁净、富氧、均衡的矿物质及一种水分子团特别细小而渗透力强的高能量直饮水。

(1)采用六面双回路磁力场装置。

(2)玻璃管管身扭成360°六条螺纹齿线，其管内壁涂有光触媒多孔TiO₂薄膜，在螺纹齿线中间安置有LED紫外光灯珠束。

2.根据光触媒深层净化自来水的装置和方法，玻璃管内壁的单面涂膜采用恒量降液法。

3.本装置的玻璃管基材采用涂布下涂层。

4.本装置的玻璃管可采用串连、并连方式组合成单机、组机和机组，可自动操作能实现工业规模化生产。

5.光触媒多孔TiO₂溶胶的制备：准确称取一定量的钛酸四正丁酯(AR级)在保温28℃(全程)搅拌下溶于无水乙醇(AR级)中，接着加入二乙醇胺(AR级)缓其强烈水解并搅拌1h，再用15min滴加1M的去离子水与3.09M的无水乙醇(总量一部分)的混合溶液再搅30min，其摩尔比为n钛酸四正丁酯∶n无水乙醇∶n水∶n二乙醇胺＝1∶[(20.4(与钛酸四正丁酯)+3.09(与水)+0.15(与乙醋铜)]∶1∶1，然后投入一定量的聚乙二醇₂₀₀₀(AR级)，再后用10min滴加一定量的乙醋铜(AR级)与无水乙醇(总量一部分)的混合溶液，最后延搅1h可获得钛摩尔浓度(Ti)为0.6mol/l均匀透明的浅兰色溶胶。

所述的聚乙二醇₂₀₀₀/g其投入量是钛酸四正丁酯/M的15g∶1，其营造成膜的多孔能增加粗糙度、增大比表面积、自洁性能和提高催化效率。

所述的乙醋铜/mM与无水乙醇/M混合溶液其滴加摩尔比是钛酸四正丁酯/M的1mM∶0.15∶1，其营造电子陷阱抑制与电洞的简单复合，提高催化速率。

6.下涂层的制备和处理：在洁净的玻璃管装满TiO₂溶胶静置10min，用恒量降液法将溶胶面以6cm/min平稳速度竖直下降至完，湿膜在烘炉中用120℃烘30min后，继续以20℃/min的平稳温度上升至550℃并保温1.5h，待炉内温度自然降至室温得下涂层，膜厚可达180nm，接着用P_H4的稀硝酸(AR级)溶液浸泡10min，能去除其表面的Ti、O、C、Na、Ca等元素，下涂层能阻止玻璃管基材中的Na⁺、Ca⁺离子在热处理过程中扩散入成膜中，提高成膜的催化效率。

7.光触媒多孔TiO₂薄膜的制备：将洁净的涂有下涂层的玻璃管用恒量降液法以6cm/min降速制备湿膜三次，前二次湿膜各用120℃烘30min后取出自冷至室温，第三次湿膜在烘炉中用120℃烘30min后，继续以20℃/min的平稳温度上升至550℃并保温1.5h，待炉内温度自然降至室温可得纳米多孔TiO₂薄膜，膜厚可达300nm，可完全晶化呈锐钛型能提高催化效率。