[发明专利]污水净化专用光催化多孔硅胶微微球制备和应用技术

摘要

本发明涉及一种污水净化专用光催化多孔砖胶微微球制备和应用技术，由于经济飞速发展，环境污染问题日益严重，保护环境和可持续发展成为人类健康生存的必要条件，本发明是一种充分利用纳米TiO₂光催化性能这种性能最好，治污彻底，单位污染治理成本最低的高新科技治污方案，它能有效的把水体中溶解的有机、无机污染成分和致病微生物彻底降解成无害的二氧化碳和水，不残留任何二次污染物，实现低耗能低成本净化环境。

主权项

光催化多孔砖胶微微球制备和使用方法： 它是：(一)硅酸钠粉，去离子水重量比1∶5～6混合加热到100℃～120℃强烈搅拌溶解后，静置沉淀20～24h，取上部澄清透明硅胶液过微滤机得澄清透明溶液含SiO₂≥15～20％、PH＝8～9入计量贮槽甲；(二)选浓度在1.5～3％硫酸、盐酸或硝酸液入计量贮槽乙；(三)合成多孔硅胶，将上述甲、乙计量槽内液体同时以1∶1加入反应釜，强烈搅拌混合反应，控制混合温度20～30℃下混合后，溶液在PH＝5.5～6.5间反应18～15小时；反应式：mSiO₂·Na₂O‑H·H₂O‑H₂SO₄＝＝＝＝＝Na₂SO₄‑mSiO₂‑H₂O反应产出单硅胶(mSiO₂)沉淀，沉淀中间产品滤出后应用0.15～1.5％稀硫酸(或盐酸)反复漂洗多次，直到洗水检不出SO₄和Na⁺、K⁺、Ca⁺⁺、Mg⁺⁺离子为止，喷雾干燥到硅胶微球含水≤5％得干燥硅胶微球外观乳白半透明到完全透明，粒度在250～400nm，密度≤0.4～0.7g/c m³，球型完整率85～90％比表面积1000～1600m²/g，染色后，电镜下硅胶微球剖面呈立体网状结构，网孔直径20～50nm，硅胶实验有700℃耐热性，磨损率≤10％，而水浸渍胶粒不破裂，浸后呈半透明乳白色或无色透明如煮熟西米样，因不稳定，制成后通入0.1MPa蒸汽养护8h可促进硅胶缩合成二聚物，环聚物和多聚物硬球立体网状凝胶，若检测孔径太小，比表面积不够大，可泡入10％苛性钠液加热到50～60℃，浸泡25～30h再滤出，氨水漂洗后，无水乙醇丙酮混合液反复漂洗到检不出Na⁺、K⁺、Ca⁺⁺、Mg⁺⁺离子为止，甩尽乙醇、丙酮混合液后，加入硅胶容量25～30％钛酸乙酯液混合后，加热60℃下加压静置12h后，装盘，送入微波炉，以5℃/min升温速度，缓缓加热到450～600℃两小时后出炉凉后即为产品，检查可知微波烧后，吸附在硅胶多孔道内壁之Ti⁺⁺⁺⁺已成锐钛型晶纳米薄膜态附着在多孔内壁表面了。因TiO₂薄膜比表面积极大，使制成产品有极好的光催化活性，实验多次，产品含TiO₂纳米粉约13.4％。以目前原料，能源价及税收，年产一万吨规模厂，产品一吨成本约≤5万元/吨，50元/kg，可覆盖污水而2m²/kg，投放前先测定预净化污水含致病微生物(致病细菌、病毒、霉菌、真菌总量)及所含关键有机物、无机物数量，必要时有意添加些苯酚二、三甲胺、二甲苯类，测准填表，再投放光催化硅胶微微球，光照下，每隔1小时复查一次上述各参考数变化，几次测定后，以极其显著的光催化活性高效的灭菌能力和净水能力指标。