[发明专利]用于多孔陶瓷材料表面负载光催化膜的高压振动镀膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于多孔陶瓷材料表面负载光催化膜的高压振动镀膜装置及方法，属于复合材料成形技术领域。

背景技术

光催化技术是上世纪70年代开发的一种高效、清洁、彻底的污染物处理技术，目前已开发出多种具有光催化效应的半导体材料，其降解对象涉及酚类、染料等多种重要有机化合物和部分无机化合物。在众多的光催化材料中，纳米TiO₂粉末具有化学稳定性高、耐光腐蚀、难溶于水、无毒等特点，在水处理技术中具有广阔的应用前景。目前，TiO₂的主要的利用形式是纳米级粉体光催化剂。然而将纳米粉体材料直接应用在水处理中，催化剂的收集和分离过程非常繁琐和复杂，从而导致其应用受到很大的限制。解决这一问题的常用方法是将TiO2纳米粉末固定于某一载体表面来制备负载型TiO2光催化材料。所用的载体多为具有较大比表面积的无机结构材料，如：多孔陶瓷、硅胶、沸石、玻璃纤维等。负载型的纳米晶体TiO2光催化材料具有液固分离容易、方便回收等优点，近年来已成为光催化技术在水处理领域的主要应用方式。

多孔陶瓷是一种经人工合成的、体内含有大量彼此相通或闭合气孔的陶瓷材料，因其具有比表面积大、成形方便、成本低、无污染等优点，是一种广泛使用的绿色环保载体。目前针对多孔材料普遍采用的镀膜方法有浸渍提拉法、直接喷涂法等，由于多孔陶瓷材料内部具有复杂的三维孔洞结构，且孔径较小，采用上述方法镀液难以渗透到陶瓷体内部的孔洞中，从而造成纳米TiO₂薄膜的覆盖率低，极大的减小了这类负载型TiO₂光催化材料的有效使用面积，尤其对于体积较大的多孔陶瓷填料块，其纳米TiO₂薄膜的负载面积更低，严重降低了多孔陶瓷基纳米TiO₂光催化材料的水质净化效率。因此开发一种适用于多孔陶瓷材料表面负载光催化膜的装置和方法，制备出具有较高膜覆盖率的多孔陶瓷光催化材料，对光催化技术在水环境治理中的推广应用具有积极的意义。

发明内容

本发明提出了一种用于多孔陶瓷材料表面负载光催化膜的高压振动镀膜装置及方法，所制备的多孔陶瓷基纳米光催化材料具有负载膜厚度均匀、覆盖率高、结合牢固等优点，适用于大规模生产多孔陶瓷基纳米光催化填料块等环境净化材料。

本发明的技术解决方案：用于多孔陶瓷材料表面负载光催化膜的高压振动镀膜装置，其结构是包括反应罐装置、储液罐装置、振动装置、镀液循环装置，其中反应罐装置中的反应罐底部通过螺栓固定于振动装置中的振动台上，镀液循环装置中的溢流阀的一端与反应罐连通，镀液循环装置中的溢流管的下端与储液罐装置中的储液罐连通。

本发明具有以下有益效果：

1）反应罐内的镀液具有加高的压力，可有效的提高镀液向多孔陶瓷块内部渗透的能力，且镀液一直处于由下而上的强制流动状态，孔内含有的空气在高压定向流体的驱动下较容易从孔内溢出，从而提高镀液在多孔陶瓷块内部的浸润面积；

2）机械振动可促使多孔陶瓷孔内气体的溢出，从而有效的提高镀液在多孔陶瓷内的渗透率，进一步提高镀膜的覆盖率；

3）本发明可进行高压振动渗镀与烘干两个过程的交替循环操作，从而实现对多孔陶瓷材料的多道次镀，以提高基体表面负载膜的厚度和附着强度，且具有较高的生产效率；

4）本发明在工作过程中，镀液一直处于流动状态，有利于提高镀液内成分的均匀性，从而在多孔陶瓷基体表面获得成分均匀的镀层；

5）本发明结构简单，操作方便，适宜进行大批量生产。

附图说明

附图1是本发明的主视图；

附图2是图1的左视图；

附图3是衬板示意图；

附图4是图2的A-A向视图。

图中的1是溢流管、2是反应罐端盖、3是反应罐密封圈、4是上腔、5是溢流阀、6是排气管、7是密封螺栓、8是衬板、9是反应罐、10是多孔陶瓷块、11是下腔、12是输液管、13是进液管、14是回流管、15是循环泵、16是出液管、17是储液罐密封圈、18是镀液、19是储液罐端盖、20是地基、21是排液管、22是储液罐、23是振动电机、24是支撑弹簧、25是振动台、26是烘干进气管、27是衬框、28是衬网。

具体实施方式