一种全天候可见光催化应急净水杯制造技术

本发明专利技术公开了一种全天候可见光催化应急净水杯，该水杯是通过所述不锈钢支架将粗滤层、核心净化层以及精滤层支撑于杯体中，起到对水的全天候可见光催化净化作用。在有光照的条件下，所述粗滤层可以过滤大颗粒无机污染物；核心净化层可过滤粗滤层未能阻拦的颗粒，同时对水中的有机污染物以及微生物污染物进行分解和杀灭，达到净化消毒效果；精滤层则对核心净化层起支撑作用，主要用于拦截微生物尸体和光催化净化微球，得到消毒完全的水体。为了加快水处理速度，可通过压力手柄对精滤层施加压力，提高水处理效率。

An All-weather Visible Photocatalytic Emergency Water Purification Cup

The invention discloses an all-weather visible photocatalytic emergency water purifying cup. The water cup supports the coarse filter layer, the core purification layer and the fine filter layer in the cup body through the stainless steel support, and plays the role of all-weather visible photocatalytic purifying water. Under the condition of illumination, the coarse filter layer can filter large inorganic pollutants; the core purification layer can filter the particles that the coarse filter layer can not block, and decompose and kill organic pollutants and microbial pollutants in water to achieve purification and disinfection effect; the fine filter layer plays a supporting role for the core purification layer, mainly for intercepting microbial corpses and photocatalytic purification of micro-organisms. Ball, get completely sterilized water body. In order to accelerate the speed of water treatment, pressure can be applied to the fine filter layer by pressure handle to improve the efficiency of water treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种全天候可见光催化应急净水杯
本专利技术涉及一种全天候可见光催化应急净水杯，用于在紧急情况下对于饮用水的全天候快速净化。
技术介绍
在地震等各种自然灾害中，各种类型的饮用水投放、应急净化水措施和设备使灾区的饮水安全得到了缓解和保障。但目前采用的净化技术如反渗透、特种膜过滤、臭氧等技术大都依赖电力，同时对设备和场所具有一定要求，导致现有水净化技术在灾区环境中的应用受到很大限制。因此通过各净化技术的组合，开发移动方便、操作简单且不受电源限制的深度水净化的微型装置，快速降低水中的浊度、色度、有机物、细菌等，对于个体在应急条件下的饮用水净化具有重要意义。可见光光催化材料能够吸收占阳光总能量45％的可见光，产生羟基自由基等高活性化学基团，从而降解水体中有机污染物、杀灭有害微生物，适用于紧急情况下的水体净化。然而，如何使光线在水中有效传输，是制约其应用的一大关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能在紧急情况下净化应用水的全天候可见光光催化应急净化杯，该净化杯可在阳光或者应急光源的照射下，对饮用水中的无机、有机污染物和微生物污染物进行净化。一种全天候可见光催化应急净水杯，包括：杯体、支架、粗滤层、核心净化层、精滤层和杯盖。净化杯中间自上而下为粗滤层、核心净化层、精滤层。优选地，采用不锈钢支架将粗滤层、核心净化层、精滤层支撑于杯中，所述粗滤层、核心净化层、精滤层与杯底平行。优选地，所述粗滤层为100～500目的尼龙滤网，可以过滤粒径大于150um的泥沙类无机污染物。优选地，所述核心净化层上下两层组成，上层为直径为50～300um的光催化净化微球和全发光光纤组成，下层由粒径在0.5～50um范围内的光催化净化微球和全发光光纤组成。优选地，所述光催化净化微球表面负载有可见光光催化材料，所负载的光催化材料为氮掺杂纳米二氧化钛、钨掺杂二氧化钛、三氧化钨、石墨烯及C3N4中的一种。优选地，所述全发光光纤通过在普通光纤(石英光纤、聚苯乙烯聚合物光纤或聚甲基丙烯酸甲酯光纤中的一种)表面负载高折射率的氮掺杂纳米二氧化钛制备而成。优选地，所述精滤层的厚度在0.2mm，由孔径为0.1um级别的PVDF(聚偏氟乙烯)精滤膜和骨架组成。本专利技术选用氮掺杂纳米二氧化钛等可见光光催化材料为核心催化剂，结合应急水净化的需求和光催化材料对光的依赖性，采用负载高性能可见光光催化净化层的光催化微球内分布全发光光纤以及级配设计，解决了光在水中的有效传输难题。在此基础上，进一步进行结构设计，开发了可以利用太阳光和应急光源的全天候可见光光催化应急净化杯，为其在饮用水净化与杀菌消毒领域应用提供了新的思路。附图说明附图1所示为：实施例1所制备的全天候可见光光催化应急净化杯。其中，1为杯体，2为不锈钢支架，3为粗滤层，4为核心净化层，5为精滤层，6为杯盖。附图2所示为：实施例1所制备的全天候可见光光催化应急净化杯对水样中大肠杆菌的处理效果，由图可知，无论在模拟太阳光或是应急灯下，应急杯在对4批次水样的处理中均能达到95％以上的抗菌率，具有良好的净化效果。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：将不锈钢支架固定于杯体中；将厚度为0.2mm，孔径为1um级别的PVDF膜作为精滤层放置于不锈钢支架上；然后在精滤层放置上层为50um直径的光催化净化微球和全发光光纤，下层为0.5um直径的光催化净化微球和全发光光纤的核心净化层，其中，光催化净化微球表面负载的是氮掺杂二氧化钛，全发光光纤为表面负载氮掺杂二氧化钛的石英光纤；在核心净化层之上放置目数为150的尼龙滤网作为粗滤层，实现全天候应急净水作用。实施例2：将不锈钢支架固定于杯体中；将厚度为0.2mm，孔径为1um级别的PVDF膜作为精滤层放置于不锈钢支架上；然后在精滤层放置上层为300um直径的光催化净化微球和全发光光纤，下层为50um直径的光催化净化微球和全发光光纤的核心净化层，其中，光催化净化微球表面负载的是钨掺杂二氧化钛，全发光光纤为表面负载氮掺杂二氧化钛的聚苯乙烯聚合物光纤；在核心净化层之上放置目数为500的尼龙滤网作为粗滤层，实现全天候应急净水作用。实施例3：将不锈钢支架固定于杯体中；将厚度为0.2mm，孔径为1um级别的PVDF膜作为精滤层放置于不锈钢支架上；然后在精滤层放置上层为200um直径的光催化净化微球和全发光光纤，下层为30um直径的光催化净化微球和全发光光纤的核心净化层，其中，光催化净化微球表面负载的是三氧化钨，全发光光纤为表面负载氮掺杂二氧化钛的聚甲基丙烯酸甲酯光纤；在核心净化层之上放置目数为100的尼龙滤网作为粗滤层，实现全天候应急净水作用。实施例4：将不锈钢支架固定于杯体中；将厚度为0.2mm，孔径为1um级别的PVDF膜作为精滤层放置于不锈钢支架上；然后在精滤层放置上层为150um直径的光催化净化微球和全发光光纤，下层为40um直径的光催化净化微球和全发光光纤的核心净化层，其中，光催化净化微球表面负载的是C3N4，全发光光纤为表面负载氮掺杂二氧化钛的石英光纤；在核心净化层之上放置目数为150的尼龙滤网作为粗滤层，实现全天候应急净水作用。实施例5：将不锈钢支架固定于杯体中；将厚度为0.2mm，孔径为1um级别的PVDF膜作为精滤层放置于不锈钢支架上；然后在精滤层放置上层为200um直径的光催化净化微球和全发光光纤，下层为20um直径的光催化净化微球和全发光光纤的核心净化层，其中，光催化净化微球表面负载的是石墨烯，全发光光纤为表面负载氮掺杂二氧化钛的石英光纤；在核心净化层之上放置目数为150的尼龙滤网作为粗滤层，实现全天候应急净水作用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全天候可见光催化应急净水杯，其特征在于，所述净水杯由杯体(1)、支架(2)、粗滤层(3)、核心净化层(4)、精滤层(5)及杯盖(6)组成；净化杯中间自上而下为粗滤层、核心净化层、精滤层。

【技术特征摘要】
1.一种全天候可见光催化应急净水杯，其特征在于，所述净水杯由杯体(1)、支架(2)、粗滤层(3)、核心净化层(4)、精滤层(5)及杯盖(6)组成；净化杯中间自上而下为粗滤层、核心净化层、精滤层。2.根据权利要求1所述的全天候可见光催化应急净水杯，其特征在于，采用不锈钢支架将粗滤层、核心净化层、精滤层支撑于杯中，所述粗滤层、核心净化层、精滤层与杯底平行。3.根据权利要求1所述的全天候可见光催化应急净水杯，其特征在于，所述粗滤层为100～500目的尼龙滤网，能过滤粒径大于150um的泥沙类无机污染物。4.根据权利要求1所述的全天候可见光催化应急净水杯，其特征在于，所述核心净化层上下两层组成，上层为直径为50～300um的光催化净化微球和全发光光纤组成，下层由粒径在0.5～50um范围内的光催化净化微...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹薰元，刘文秀，匡健磊，孙芃，庄思濛，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11