一种用于清洁水体的纳米二氧化钛材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于清洁水体的纳米二氧化钛材料的制备方法，步骤S1第一氮气经第一管道进入汽化器与四氯化钛混合形成第一混合物，通过第二管道内管传输的第二氮气将其输送至第一反应器；步骤S2预热后的氧气经第二管道外管进入第一反应器，同时第三氮气经第三管道注入第一反应器对反应过程进行降温，形成纳米二氧化钛；步骤S3活性炭通过第一进料口注入第二反应器；步骤S4生成的纳米二氧化钛经第二进料口注入第二反应器，与活性炭搅拌形成第二混合物；步骤S5第二混合物经过滤后，进行干燥，焙烧形成负载型纳米二氧化钛；步骤S6重复步骤S4

【技术实现步骤摘要】
一种用于清洁水体的纳米二氧化钛材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米二氧化钛领域，尤其涉及一种用于清洁水体的纳米二氧化钛材料的制备方法。

技术介绍

[0002]纳米二氧化钛材料是一种近年来发展较快的功能性纳米材料，它除了具有纳米材料特有的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应外，已经证实还具有优异的光催化活性、化学稳定性、热稳定性、超亲水性、非迁移性以及无毒性等多重特性。
[0003]目前，污水中有毒有害物质仍存在无法去除难降解的问题，目前采用的混凝、沉淀、生物氧化等水处理工艺和活性炭吸附、膜处理等净化技术，均难以根除。近年来，TiO2纳米材料的光催化氧化处理方法受到包括环境在内的各领域广泛关注，并运用到废水处理中。二氧化钛光催化技术是一种新兴的，具有清洁、无二次污染和工艺简单等优点的节能高效现代废水处理技术，这种水处理新技术具有应用潜力。
[0004]活性炭载体具有较强的吸附性，能将有机物富集在催化剂表面，可为TiO2提供高浓度的有机物环境而加快污染物光催化降解速率。同时，通过扩散作用，被吸附的有机物向TiO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于清洁水体的纳米二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，包括：步骤S1，第一氮气经第一管道进入汽化器与所述汽化器中的四氯化钛混合形成第一混合物，第一混合物预热至预设温度后，通过第二管道内管传输的第二氮气将第一混合物输送至第一反应器；步骤S2,预热后的氧气经第二管道外管进入所述第一反应器，同时第三氮气经第三管道注入所述第一反应器对反应过程进行降温，经过预设停留时间，形成纳米二氧化钛，其中，第二管道包括用于注入第二氮气的内管、用于注入氧气的外管以及设置于所述第二管道管口处的通气面积调节装置，所述通气面积调节装置包括遮孔机构以及用于控制遮孔机构运动的第一动力机构；步骤S3，活性炭通过第一进料口注入第二反应器；步骤S4，生成的纳米二氧化钛经第二进料口注入所述第二反应器，与活性炭搅拌形成第二混合物；步骤S5，第二混合物经过滤后，推动至焙烧室，中控单元所述焙烧室内加热装置对第二混合物进行干燥，当第二混合物含水率低于预设值时，中控单元判定对第二混合物进行焙烧形成负载型纳米二氧化钛；步骤S6，重复步骤S4
‑
S5，直至产出合格的负载型纳米二氧化钛；在所述步骤S2中，所述中控单元通过与所述第一反应器相连接的第一检测装置对生成的纳米二氧化钛粒度进行检测，当生成的纳米二氧化钛粒度大于预设值，中控单元调节所述汽化器的温度、控制第一动力机构调节所述第二管道通气面积，当生成的纳米二氧化钛粒度小于预设值，中控单元控制第一动力机构调节第二管道通气面积，调节第三管道输入速率；在所述步骤S6中，所述中控单元通过与所述第一反应器相连接的第二检测装置获取负载型纳米二氧化钛的氧化活性，当中控单元获取当前负载型纳米二氧化钛的氧化活性小于预设值，中控单元增加重复步骤S4
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S5的次数，搅拌机构的搅拌频率，和调节第二管道通气面积，当中控单元获取当前负载型纳米二氧化钛的氧化活性大于预设值，中控单元调节下一负载型纳米二氧化钛制备重复步骤S4
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S5的次数，和调节第二进料口的进料量。2.根据权利要求1所述的用于清洁水体的纳米二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，所述中控单元预设粒度P，中控单元通过第一检测装置获取的纳米二氧化钛粒度p与预设粒度P相比较，对所述汽化器的温度、所述第二管道通气面积和第三管道通气速率进行调节，其中，当p≤P1，所述中控单元判定当前纳米二氧化钛粒度符合预设标准，中控单元选取第一预设第二管道通气面积TS1为所述第二管道通气面积，同时将第三管道中第三氮气的通入速率SN提高至SN1；当P1＜p＜P2，所述中控单元判定当前纳米二氧化钛粒度符合预设标准；当P2≤p≤P3，所述中控单元判定当前纳米二氧化钛粒度符合预设标准，中控单元选取第二预设第二管道通气面积TS2为所述第二管道通气面积；当p＞P3，所述中控单元判定当前纳米二氧化钛粒度不符合预设标准，中控单元选取第三预设第二管道通气面积TS3为所述第二管道通气面积，提高所述汽化器的温度TQ至TQ1，同时提高所述步骤S5中焙烧温度TB至TB1；
其中，所述中控单元预设第二管道通气面积TS，设定第一预设第二管道通气面积TS1，第二预设第二管道通气面积TS2以及第三预设第二管道通气面积TS3。3.根据权利要求2所述的用于清洁水体的纳米二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，当所述中控单元获取纳米二氧化钛粒度小于等于第一预设粒度，中控单元将所述第三管道中第三氮气的通入速率SN提高至SN1,设定SN1＝SN
×
(1+(P1
‑
p)/P1)。4.根据权利要求2所述的用于清洁水体的纳米二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，当所述中控单元获取纳米二氧化钛粒度大于第三预设粒度，中控单元将所述汽化器的温度TQ提高至TQ1，设定TQ1＝TQ
×
(1+(p
‑
P3)/P3),同时提高焙烧温度TB至TB1,设定TB1＝TB
×
(1+(p
‑
P3)/P3)。5.根据权利要求4所述的用于清洁水体的纳米二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，所述第一反应器出料口处设置有第三检测装置，其用于获取纳米二氧化钛的产出量，所述中控单元通过所述第三检测装置获取预设时间段t内纳米二氧化钛产出量
△
m,中控单元获取纳米二氧化钛产出速率m，设定m＝
△
m/t,中控单元根据获取的纳米二氧化钛实时产出速率与预设产出速率相比较，对氧气输送量和汽化器温度进行调节，其中，当m≤M1，所述中控单元判定当前纳米二氧化钛产出速率不符合预设标准，中控单元提高氧气输送量QP至QP1，设定QP1＝QP
×
(1+(M1
‑
m)/m)；当M1＜m＜M2,所述中控单元判定当前纳米二氧化钛产出速率符合预设标准；当m≥M2，所述中控单元判定当前纳米二氧化钛产出速率不符合预设标准，中控单元将所述汽化器温度TQ1降低至TQ11，设定TQ11＝TQ1
×
(1
‑
(m
‑
M2)/M2)，同时将第三管道中第三氮气的通入速率SN1提高至SN11，设定SN11＝SN1
×
(1+(m
‑
M2)/M2)；其中，所述中控单元预设纳米二氧化钛产出速率，设定第一预设纳米二氧化钛产出速率M1，第二预设纳米二氧化钛产出速率M2，i＝1,2,3。6.根据权利要求2所述的用于清洁水体的纳米二氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：符晓明，吕小毅，侯军伟，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：