一种光催化剂颗粒及其制备方法与应用设备技术

本发明专利技术涉及光催化剂材料的制备和应用的技术领域，尤其是涉及一种光催化剂颗粒及其制备方法与应用设备，制备方法包括以下步骤：选取水晶石；对水晶石进行等离子表面处理；把纳米二氧化钛水溶胶喷涂在水晶石的表面；对水晶石进行高温烘烤；对水晶石进行冷却。应用设备包括水箱、微晶颗粒、激发光源和控制组件，微晶颗粒设为光催化剂颗粒，所述激发光源设为紫外灯，激发光源发出的光线照射在光催化剂颗粒上，使光催化剂颗粒产生光催化的氧化还原反应。终上所述，本发明专利技术实现光催化剂颗粒的小型化，提高光催化剂颗粒的使用寿命和催化效果，可对随身设备内的液体进行杀菌消毒，从而提升设备的使用安全，提高用户在使用随身设备进行补水时的安全性。补水时的安全性。补水时的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种光催化剂颗粒及其制备方法与应用设备


[0001]本专利技术涉及光催化剂材料的制备和应用的
，尤其是涉及一种光催化剂颗粒及其制备方法与应用设备。

技术介绍

[0002]光催化原理是基于光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力，从而可以达到净化污染物、物质合成和转化等目的。光催化剂就是在光子的激发下能够起到催化作用的化学物质的统称。21世纪所知的最有应用价值的光催化材料，就是二氧化钛。
[0003]具体来说，光催化的原理是利用光来激发二氧化钛等化合物半导体，利用它们产生的电子和空穴来参加氧化—还原反应。当能量大于或等于能隙的光照射到半导体纳米粒子上时，其价带中的电子将被激发跃迁到导带，在价带上留下相对稳定的空穴，从而形成电子—空穴对。由于纳米材料中存在大量的缺陷和悬键，这些缺陷和悬键能俘获电子或空穴并阻止电子和空穴的重新复合。这些被俘获的电子和空穴分别扩散到微粒的表面，从而产生了强烈的氧化还原势。
[0004]公开(公告)号:CN1100835C的中国专利公开了一种加入纳米无机化合物粒子的钛溶胶
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凝胶涂料及其制法和用途。由(重量百分比浓度)：1%～30%的钛酸酯或钛酸盐，0.5%～10%的水解催化剂，0.001%～10%的纳米无机化合物粒子，50%～98%的稀释剂组成。该胶体是加入纳米无机化合物粒子，并在紫外光照下合成的。其能制作具有光催化降解和光诱导快速达到高度亲水性多功能二氧化钛复合薄膜材料，材料具有光催化降解有害物、防雾、防污自洁、易清洗及彩色化功能。
[0005]公开(公告)号:CN104909404B的中国专利公开一种稳定性纳米二氧化钛水溶胶，由平均粒径5
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20nm的纳米TiO2粒子、乙醛酸或丙酮酸、表面活性剂、杀菌剂和去离子水组成；水溶胶中纳米TiO2粒子由无机钛盐或有机钛酸酯在强碱性离子交换树脂存在下水解形成沉淀，进一步用乙醛酸或丙酮酸胶溶得到。
[0006]可见，光催化的氧化还原反应，目前已经得到了相当规模的发展和应用，比如用于手术室的杀灭细菌，比如用在空气过滤器中分解有害气体，不如对水中的污染物进行降解等。
[0007]但是由于光催化剂分解物质时没有选择性，所以，负载光催化剂的材料本身也会遭到分解，从而导致光催化粒子脱落，相应的光催化剂材料就失效了；其次，光催化剂粒子的团聚现象比较严重，导致比表面积太小，催化效果也较弱。尤其是在微型化的随身设备中使用光催化剂的效果也比较差。
[0008]因此，如何减缓光催化粒子的脱落，增大光催化剂粒子的比表面积，提高光催化剂的催化效果，进而把光催化的技术使用在微型化的随身设备上，是需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
[0010]本专利技术提供一种光催化剂颗粒的制备方法，包括以下步骤：步骤一，选取水晶石，选取标准为水晶石直径为1
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3毫米；步骤二，对所述水晶石进行等离子表面处理，提高所述水晶石的表面附着力；步骤三，使用纳米二氧化钛水溶胶喷涂在经过步骤二处理之后的水晶石的表面；步骤四，对步骤三处理之后的水晶石进行高温烘烤；步骤五，对步骤四处理之后的水晶石进行冷却，得到光催化剂颗粒的成品。
[0011]作为本专利技术进一步的方案：所述等离子表面处理的处理时间为2
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6分钟。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：所述纳米二氧化钛水溶胶中的纳米二氧化钛粒子的浓度为5%
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20%。
[0013]作为本专利技术进一步的方案：所述高温烘烤的烘烤温度为1100℃
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1300℃，所述高温烘烤的烘烤时间为15
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45分钟。
[0014]作为本专利技术进一步的方案：所述步骤一中，对选取的水晶石进行超声波清洗；所述步骤五中，对冷却后的水晶石进行超声波清洗。
[0015]本专利技术还提供一种光催化剂颗粒，使用上述方案中任一方案所述的制备方法所制备得到的水晶石颗粒，作为光催化剂。
[0016]本专利技术还提供一种光催化剂颗粒的应用设备，包括内部储存有液体的水箱、安装在水箱内部并被液体浸没的微晶颗粒、发出光线对微晶颗粒进行照射的激发光源、以及为激发光源提供电力并控制激发光源开闭的控制组件，所述微晶颗粒设置为光催化剂颗粒，所述激发光源设置为紫外灯，所述激发光源发出的光线照射在所述光催化剂颗粒上，从而使光催化剂颗粒产生光催化的氧化还原反应。
[0017]作为本专利技术进一步的方案：所述水箱上设置有雾化组件，雾化组件设置有雾化座和雾化片，雾化片与控制组件电性连接，雾化片活动连接在雾化座上并对进入雾化座的液体进行雾化处理；雾化座的进水端与水箱储存液体的腔体连通，使液体可以进入雾化座内，雾化座的出雾端与外部空间连通，从而使经过雾化处理后的水雾可以喷出到外部空间中。
[0018]作为本专利技术进一步的方案：水箱内设置有微晶盒体与微晶盒盖，所述微晶颗粒放置在微晶盒体内部，微晶盒盖扣合在微晶盒体上，从而对微晶颗粒形成限位作用；微晶盒体与微晶盒盖分别设置有通孔，所述通孔用于通过激发光源发出的光线或水箱中的液体。
[0019]作为本专利技术进一步的方案：还包括上盖和底盖，上盖和底盖彼此抵接形成初始状态，底盖内设置有支架，支架固定连接在底盖内部，控制组件固定连接在支架上，水箱的一端固定连接在支架上，水箱的另一端设置有进水口和密封盖，进水口与水箱储存液体的腔体连通，密封盖可拆卸的扣合连接在进水口上；上盖可移动的套设在水箱外壁上。
[0020]作为本专利技术进一步的方案：控制组件设置有彼此电性连接的控制芯片、主控板、电池和充电端子，主控板与电池分别固定连接在支架上，控制芯片和充电端子固定连接在主控板上，所述激发光源固定连接在主控板上并与控制芯片电性连接。
[0021]作为本专利技术进一步的方案：控制组件设置有霍尔开关和磁性元件，霍尔开关固定连接在水箱上，霍尔开关与控制芯片电性连接；磁性元件固定连接在上盖上，上盖移动一定距离使磁性元件同步移动相同距离，从而被霍尔开关感应到进而发出相应的开闭信号，控制芯片接收到霍尔开关的开闭信号后对激发光源与雾化组件进行开启或关闭。
[0022]作为本专利技术进一步的方案：水箱的外部侧壁上设置有滑槽和限位块，上盖的内部
侧壁上设置有滑条和限位凸起，上盖套设在水箱上时，滑条与滑槽彼此配合，使滑条在滑槽中滑动从而使上盖沿水箱的轴向移动一定距离；限位凸起与限位块彼此配合，使上盖沿水箱轴向的移动被限定在相应的位置上。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、通过使用水晶石作为基层材料实现了较大的比表面积，从而增加喷涂在基材上的二氧化钛的密度，提升二氧化钛粒子作为光催化剂的比表面积，从而提高光催化剂的催化效果。
[0024]2、水晶石的硬度高，稳定性强，从而可以减缓其作为基材被光催化分解的速度，减少光催化粒子的脱落，增强光催化剂颗粒的使用寿命，降低用户的使用成本。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光催化剂颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，选取水晶石，选取标准为水晶石直径为1
‑
3毫米；步骤二，对所述水晶石进行等离子表面处理，提高所述水晶石的表面附着力；步骤三，使用纳米二氧化钛水溶胶喷涂在经过步骤二处理之后的水晶石的表面；步骤四，对步骤三处理之后的水晶石进行高温烘烤；步骤五，对步骤四处理之后的水晶石进行冷却，得到光催化剂颗粒的成品。2.根据权利要求1所述的一种光催化剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述等离子表面处理的处理时间为2
‑
6分钟。3.根据权利要求1所述的一种光催化剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化钛水溶胶中的纳米二氧化钛粒子的浓度为5%
‑
20%。4.根据权利要求1所述的一种光催化剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述高温烘烤的烘烤温度为1100℃
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1300℃，所述高温烘烤的烘烤时间为15
‑
45分钟。5.根据权利要求1所述的一种光催化剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，对选取的水晶石进行超声波清洗；所述步骤五中，对冷却后的水晶石进行超声波清洗。6.一种光催化剂颗粒，其特征在于，使用权利要求1
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5中任一项所述的制备方法所制备得到的水晶石颗粒，作为光催化剂。7.一种光催化剂颗粒的应用设备，其特征在于，包括内部储存有液体的水箱（10）、安装在水箱（10）内部并被液体浸没的微晶颗粒（23）、发出光线对微晶颗粒（23）进行照射的激发光源（30）、以及为激发光源（30）提供电力并控制激发光源（30）开闭的控制组件（40），所述微晶颗粒（23）设置为光催化剂颗粒，所述激发光源（30）设置为紫外灯（31），所述激发光源（30）发出的光线照射在所述光催化剂颗粒上，从而使光催化剂颗粒产生光催化的氧化还原反应。8.根据权利要求7所述的一种光催化剂颗粒的应用设备，其特征在于，所述水箱（10）上设置有雾化组件（50），雾化组件（50）设置有雾化座（51）和雾化片（52），雾化片（52）与控制组件（40）电性连接，雾化片（52）活动连接在雾化座（51）上并对进入雾化座（51）的液体进行雾化处理；雾化座（51）的进水端与水箱（10）储存液体的腔体连通，使液体可以进入雾化座（51）内，雾化座（51）的出雾端与外部空间连通，从而使经过雾化处理后的水雾可以喷出到外部空间中。9.根据权利要求7所述的一种光催化剂颗粒的应用设备，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞树高，黄锡焰，
申请(专利权)人：东莞市敏钜电子有限公司，
类型：发明
国别省市：