[發(fā)明專利]一種光敏石英管的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510404827.3
• 申請日: 2015-07-13
• 公開（公告）號: CN105036554B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段玉偉;段其九;韓凱;蔡征海;曹愛緯
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇圣達(dá)石英制品有限公司
• 主分類號: C03C6/04
• 分類號: C03C6/04
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 陳立新,胡偉華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無機(jī)材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種光敏石英管的制備方法。

背景技術(shù)

石英管主要成分是SiO₂，其熱膨脹系數(shù)小，具有很好的耐高溫性、熱傳導(dǎo)性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)性質(zhì)，化學(xué)穩(wěn)定性，已越來越廣泛應(yīng)用到工業(yè)及民用產(chǎn)品上。目前市場上存在一些光分解用玻璃管，但是存在分解油脂氣體效果慢、有異味、高耗能等特點。近年來，鉍系半導(dǎo)體材料因其在紫外、可見光輻照下對難降解有機(jī)物具有良好的催化作用而成為新型光催化材料的研究熱點之一。鉍系光催化劑在可見光范圍內(nèi)有明顯的吸收，具有較好的光催化活性。此外，大多數(shù)鉍系光催化劑在反應(yīng)過程中具有較高的穩(wěn)定性。通過改進(jìn)制備方法，摻雜負(fù)載、構(gòu)建異質(zhì)結(jié)等技術(shù)，可以有效提高鉍系半導(dǎo)體材料的光催化性能。硅酸鉍中Bi³⁺基態(tài)電子組態(tài)為6s²,構(gòu)成能級1S₀，激發(fā)態(tài)組態(tài)為6s¹6p¹,構(gòu)成³P₀、³P₁、³P₂和¹P₁能級，能發(fā)生電子的躍遷。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有高效光催化效果的新型光敏石英管的制備方法。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種光敏石英管，其組分包括石英砂、氧化鋁、硅酸鉍；以石英砂的重量為基本單位，摻雜物與石英砂的質(zhì)量比為：氧化鋁0.076‰、硅酸鉍0.114‰。

一種光敏石英管，由上述配方制成，具體方法包括：

選取SiO₂含量在99.95％以上的石英石作為原料，將其經(jīng)過原石酸浸、煅燒、水淬、粉碎、反應(yīng)釜酸洗、浮選、烤砂、高溫氯化提純一系列預(yù)處理步驟，得到純度達(dá)到99.99％高純石英砂；將氧化鋁和硅酸鉍摻雜物按一定比例混合粉粹，得到粒徑≤300μm的微粒，用水混合溶解，將所得懸濁液經(jīng)霧化裝置在0.8MPa壓力下均勻的噴在高純石英砂上；將噴上摻雜劑的石英砂投入烤砂機(jī)進(jìn)行烘烤，烘烤溫度為850℃-900℃；烘干后裝桶包裝，運(yùn)至連熔爐處投料；通過連熔爐內(nèi)多層發(fā)熱體調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度至2200度，加熱時間6小時，爐內(nèi)石英與摻雜物在高溫狀態(tài)下達(dá)到均熔化；當(dāng)爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在2200℃時，摻雜物已經(jīng)與爐內(nèi)的石英熔料熔入一體，并一次性達(dá)到摻雜效果。開啟連熔爐變頻牽引機(jī)，控制石英管成型的管徑和速度，直至達(dá)到石英管成型，真空脫羥至羥基含量≤1ppm。

將制備的摻雜氧化鋁/硅酸鉍的石英管應(yīng)用于光催化降解實驗，以羅丹明B和甲基橙水溶液作為目標(biāo)降解物及進(jìn)行光催化降解處理，取得了較好的降解效果。

(三)有益效果

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，選用Al₂O₃、硅酸鉍、石英砂按一定比例獲得新型石英玻璃管，通過熔爐內(nèi)產(chǎn)生特定的溫度區(qū)間，將二氧化硅四面體部分共價鍵斷裂，引入摻雜離子以達(dá)到特定光波長的高光通過率，改變其石英玻璃管的熱穩(wěn)定性及光透光率，使其具備特有高光敏性。該光敏石英管在185-500波長范圍內(nèi)具有高效光催化活性，能夠在可見光或紫外光輻射下光催化氧化降解有機(jī)化合物。本發(fā)明制備方法工藝簡單，光催化性能穩(wěn)定，且通過調(diào)節(jié)成型器尺寸比例額可以產(chǎn)出厚壁管材以滿足特定工作環(huán)境的視野要求。可以廣泛運(yùn)用于居民用水設(shè)備，獨立式空氣凈化器，壁掛式空氣凈化設(shè)備，管道空氣處理單元，城市水處理系統(tǒng)，空氣處理設(shè)備，降低能耗，是一種環(huán)保清潔新材料。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實施例1：