[發明專利]一種外壁涂布有光催化劑的紫外石英燈管的加工方法

在審

• 申請號: 201611195745.3
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106732494A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 劉通;曹鵬軍;任岳;劉揚;楊盛華;方顏穎
• 申請（專利權）人: 重慶中鼎三正科技有限公司
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01D53/86;B01D53/72;C09D1/00;C09D7/12
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 馬碧娜

技術領域

本發明涉及光催化領域，具體涉及一種外壁涂布有光催化劑的紫外石英燈管的加工方法。

背景技術

環保意義上的揮發性有機物(VOC)是指能產生危害的一類揮發性有機物，主要來源于煤、石油、天然氣等燃料不完全燃燒的產物以及室內家具、裝修建材、清潔劑等揮發釋放的氣體，可以對人的肝臟、神經系統和血液系統造成嚴重傷害。現有的VOC治理方法包括活性吸附、燃燒處理、生物處理和光催化降解等，其中光催化降解VOC因適用范圍廣、降解徹底、易于操作且不會造成資源浪費而被廣泛應用。但是，現有的用于光催化降解VOC的光催化凈化設備存在如下問題：紫外光源和催化劑采用分體設計，導致紫外光隨傳輸距離的延長，能量衰減增大，光強減小，光催化效率降低；現有的光催化凈化設備體積龐大，不能滿足居家或辦公場所無人時對于空氣凈化的需求；紫外石英燈管外壁附著有機物，影響紫外線到達光催化反應界面處。

發明內容

本發明的目的在于提供一種外壁涂布有光催化劑的紫外石英燈管的加工方法，解決現有的光催化凈化設備紫外光源和催化劑分體設計降低光催化效率，光催化凈化設備不易于小型化以及紫外石英燈管外壁被有機污染物附著的問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種外壁涂布有光催化劑的紫外石英燈管的加工方法，包括如下步驟：

(1)活化石英燈管表面：用質量分數15％的氫氟酸對石英燈管進行40min的酸侵蝕；

(2)制備光催化涂料：

A、用溶膠凝膠水熱晶化法制備二氧化鈦溶膠；

B、將玻璃纖維棉在質量分數為5％的硫酸溶液中于25℃下浸泡30min～120min，離心過濾得到改性玻璃纖維棉；

C、將改性纖維棉加入二氧化鈦溶膠中，并用玻纖打漿機打漿，制得光催化涂料；

(3)涂布光催化涂料：將制備得到的光催化涂料涂布到經活化的石英燈管表面，形成10nm～500μm的涂層厚度；

(4)烘干：于60℃～80℃下進行2h的烘干處理；

(5)煅燒成膜：于100℃～800℃下煅燒成膜。

紫外石英燈管加工過程中由于要進行嚴格的內部脫羥基處理，導致直接在紫外石英燈管外壁涂布光催化材料時難以形成穩定的涂層，所以需要對紫外石英燈管表面進行活化處理產生粗糙表面以利于光催化材料的附著。

其中，步驟(2)中用溶膠凝膠水熱晶化法制備二氧化鈦溶膠的具體步驟包括：將鈦酸丁酯與無水乙醇按摩爾比1:5～1:20混合均勻，制得溶液1；向水與無水乙醇體積比為1:1的溶液中加入硝酸調節pH至3～4，制得溶液2；將溶液1滴加入溶液2中，室溫下劇烈攪拌6h后轉移到水熱釜中并于170℃下水熱12h得二氧化鈦溶膠。用經過晶化處理的二氧化鈦溶膠制備得到的光催化涂料具備更大的比表面積，有助于催化效果的提高。

其中，步驟(3)中所述涂布的方法包括噴涂、浸涂和旋涂。

優選地，步驟(3)中所述涂層厚度為10μm～100μm。

其中，步驟(4)中所述烘干操作于-0.1mPa的壓力下進行。真空干燥有利于更好地保護涂膜的多孔結構。

優選地，步驟(5)中所述煅燒成膜的溫度為400℃～500℃。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明一種外壁涂布有光催化劑的紫外石英燈管的加工方法，將光催化劑直接涂布于紫外石英燈管外壁，使紫外線的傳輸距離由傳統的10mm～500mm降低至10μm～100μm，光強提高了1000倍，減少了紫外線的損耗，增大了光催化效率；

2、本發明一種外壁涂布有光催化劑的紫外石英燈管的加工方法，將光源和光催化材料集成一個器件，有利于光催化設備的小型化；

3、本發明一種外壁涂布有光催化劑的紫外石英燈管的加工方法，減少了紫外石英燈管表面有機物的附著。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明，并不作為對本發明的限定。

實施例1

本發明一種外壁涂布有光催化劑的紫外石英燈管的加工方法，包括如下步驟：

(1)活化石英燈管表面：用質量分數15％的氫氟酸對石英燈管進行40min的酸侵蝕；

(2)制備光催化涂料：