一种新型光催化玻璃轻石的制备及应用方法技术

本发明专利技术一种新型光催化玻璃轻石的制备及应用方法，其步骤为：步骤1：调配含有光催化材料的光催化悬浊液；步骤2：将光催化悬浊液喷涂在玻璃轻石表面；步骤3：将喷涂上光催化材料的玻璃轻石放入的保温炉内保温干燥后取出获得光催化玻璃轻石；应用时，将光催化玻璃轻石盛载于置物架上，漂浮件通过系绳与置物架相连，置物架通过漂浮件浸入水面下。本发明专利技术一种新型光催化玻璃轻石的制备及应用方法，通过将表面粗糙的玻璃轻石作为光催化材料的载体以应用于光催化技术方案中对水质污染进行净化处理。于光催化技术方案中对水质污染进行净化处理。于光催化技术方案中对水质污染进行净化处理。

【技术实现步骤摘要】
一种新型光催化玻璃轻石的制备及应用方法


[0001]本专利技术涉及一种具有光催化功能的玻璃轻石的制备方法及应用方法，属于玻璃轻石


技术介绍

[0002]目前，随着玻璃轻石在水环境领域应用的不断拓展，处理水质污染成为必不可少的一部分。
[0003]水质污染处理一般基于COD降解，传统常规的水质COD降解主要是利用微生物降解和化学试剂氧化，上述两种方式均存在不足：
①
对于微生物降解方式而言：不但需要厌氧曝气等条件，还需要添加营养剂，并且后期还需要沉淀消毒操作，导致整个步骤繁琐；因此虽然处理量较大，但是时效慢，步骤多，占地广。
②
对于化学试剂氧化方式而言：添加的化学试剂会产生二次污染，且成本偏高，不利于大体量处理。
[0004]为此，光催化技术成为近几年新兴起的一种处理水质污染的全新技术。光催化技术主要通过太阳光照射后，光催化材料在光照下，如果光子的能量大于半导体禁带宽度，其价带上的电子（e
‑
）就会被激发到导带上，同时在价带上产生空穴（h+）。激发态的导带电子和价带空穴又能重新合并，并产生热能或其他形式散发掉。当催化剂存在合适的俘获剂、表面缺陷或者其他因素时，电子和空穴的复合得到抑制，就会在催化剂表面发生氧化—还原反应。价带空穴是良好的氧化剂，导带电子是良好的还原剂，在半导体光催化反应中，一般与表面吸附的H2O，O2反应生成氧化性很活波的羟基自由基（
•
OH）和超氧离子自由基（
•
O2
‑
）。能够把各种有机物氧化直接氧化成CO2、H2O等无机小分子，而且因为他们的氧化能力强，使一般的氧化反应一般不停留在中间步骤，不产生中间产物。从而达到降解水中COD的效果，在上述整个过程中，光催化材料需要覆载在载体基质上才能发挥作用。常见的光催化材料有二氧化钛、氧化锡、二氧化锆等。
[0005]因此，本企业结合企业自身玻璃轻石产品与光催化技术，产生了将玻璃轻石作为供光催化材料作为覆载用载体基质的技术方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种新型光催化玻璃轻石的制备及应用方法，通过将表面粗糙的玻璃轻石作为光催化材料的载体基质以应用于光催化技术方案中对水质污染进行净化处理。
[0007]本专利技术的目的是这样实现的：一种新型光催化玻璃轻石的制备方法，其特征在于：其步骤为：步骤1：调配含有光催化材料的光催化悬浊液；步骤2：将光催化悬浊液喷涂在玻璃轻石表面；步骤3：将喷涂上光催化材料的玻璃轻石放入的保温炉内保温干燥后取出获得光催化玻璃轻石。
[0008]优选的，步骤1中的光催化材料选用二氧化钛，光催化悬浊液中光催化材料的重量占比为20~30%。
[0009]优选的，步骤2中的玻璃轻石选用J2型号的玻璃轻石，其性能需满足：单体干密度：0.3~0.5g/cm2；单体质量持水率：30~40%；单体抗压强度：2.5~3.0MPa；筒压强度：≥0.25MPa。
[0010]优选的，步骤2中光催化悬浊液的用量在0.3~0.8ml/
㎡
。
[0011]优选的，步骤3中保温炉的温度为150~300℃，保温时间为3小时。
[0012]一种新型光催化玻璃轻石的应用方法，其特征在于：将光催化玻璃轻石盛载于置物架上，光催化玻璃轻石为表面设置有光催化材料膜的玻璃轻石，漂浮件通过系绳与置物架相连，置物架通过漂浮件浸入水面下。
[0013]优选的，所述置物架浸入水面下5~10cm。
[0014]优选的，置物架结构包含有框架结构件，框架结构件上蒙覆网格层用于盛载光催化玻璃轻石。
[0015]优选的，所述漂浮件为悬浮于水面上的泡沫球，所述漂浮件设置有四组，且四组漂浮件分别连接于置物架的四个角上。
[0016]优选的，所述置物架上接触光照的光催化轻石的面积范围控制在1
㎡
。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术基于玻璃轻石表面粗糙、多孔隙的优点，将光催化物质喷涂至玻璃轻石表面，待其烘干后使形成光催化膜对水质进行净化。光催化膜在降解污染水体中的COD的过程中主要发挥催化作用，作为光催化材料的光催化膜不会有损耗，因此极大的保证了其使用寿命和催化效果。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的实验测试图。
[0019]图2为对比实验未喷涂光催化材料的玻璃轻石的实验测试图。
具体实施方式
[0020]本专利技术涉及一种新型光催化玻璃轻石的制备方法，其步骤为：步骤1：选取合适的光催化材料和合适规格的用于改善水体环境的玻璃轻石；比如在本实施例中：光催化材料，选择含二氧化钛的光催化悬浊液；玻璃轻石，由于需求轻石吸满水后能够漂浮，故选取J2型号的玻璃轻石，其性能需满足：单体干密度：0.3~0.5g/cm2；单体质量持水率：30~40%；单体抗压强度：2.5~3.0MPa；筒压强度：≥0.25MPa。
[0021]步骤2：将光催化悬浊液（二氧化钛悬浊液中二氧化钛的质量占比为20~30%）喷涂在玻璃轻石表面，光催化悬浊液的用量在0.3~0.8ml/ m2。
[0022]本实施例中：量取光催化悬浊液180ml~480ml，取用1L的J2型号的玻璃轻石，1L的玻璃轻石根据密度0.3g/cm3计量的重量为300g；根据上海硅酸盐研究所测试J2型号玻璃轻石的比表面积为2m2/g左右，因此上述1L的J2玻璃轻石的比表面积大约为600m2，180ml~480ml的用量对应600 m2的比表面积，则用量范围为0.3~0.8ml/m2。
[0023]上述比表面积为上海硅酸盐研究所测试过的历史经验数据，同时由于玻璃轻石表面不规则，光催化悬浊液有可能会少量进入凹陷的空隙中，所以光催化悬浊液用量要比平面稍微大一点，而这些细孔的存在又正好能比较方便吸附一些稍大的杂质，从而进一步便于光催化进行分解。
[0024]步骤3：将喷涂上光催化材料的玻璃轻石放入150~300℃ 的保温炉内保温3h后取出。
[0025]玻璃轻石表面粗糙，容易吸附悬浊液状态的光催化材料，待悬浊液中的溶剂在烘箱内烘干挥发后，光催化材料（二氧化钛）会在玻璃轻石表面形成光催化膜构成光催化玻璃轻石，此时利用光催化玻璃轻石的光催化膜即可进行光催化作用。
[0026]同时，玻璃轻石表面多孔，可以增加与水体还有阳光的接触面积，加强光催化的效果，提高光能利用效率，另外，光催化材料能在太阳光照射下发挥作用，降解污染水中的COD，同时原有的光催化材料因为主要发挥的催化作用，光催化材料不会有损耗。
[0027]完成上述步骤即可得到具有光催化功能的光催化玻璃轻石。
[0028]本专利技术涉及的一种新型光催化玻璃轻石的应用方法：将通过上述方法制作完成的光催化玻璃轻石放置入轻污染的水中，具体方式为：将光催化玻璃轻石盛载于置物架上，置物架通过漂浮件浸入水面下5~10cm，从而使得置物架上接触光照的光催化轻石的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型光催化玻璃轻石的制备方法，其特征在于：其步骤为：步骤1：调配含有光催化材料的光催化悬浊液；步骤2：将光催化悬浊液喷涂在玻璃轻石表面；步骤3：将喷涂上光催化材料的玻璃轻石放入的保温炉内保温干燥后取出获得光催化玻璃轻石。2.根据权利要求1所述一种新型光催化玻璃轻石的制备方法，其特征在于：步骤1中的光催化材料选用二氧化钛，光催化悬浊液中光催化材料的重量占比为20~30%。3.根据权利要求1所述一种新型光催化玻璃轻石的制备方法，其特征在于：步骤2中的玻璃轻石选用J2型号的玻璃轻石，其性能需满足：单体干密度：0.3~0.5g/cm2；单体质量持水率：30~40%；单体抗压强度：2.5~3.0MPa；筒压强度：≥0.25MPa。4.根据权利要求1所述一种新型光催化玻璃轻石的制备方法，其特征在于：步骤2中光催化悬浊液的用量在0.3~0.8ml/
㎡
。5.根据权利要求1所述一种新型光催化玻璃轻石的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁丁，张传友，方嘉宇，刘晋鲁，吴健康，陈俊律，
申请(专利权)人：江苏晶瑞特环保新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：