[发明专利]一种纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶光催化剂的生产装置

说明书

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶光催化剂的生产装置。

背景技术

纳米材料是当今国际上的研究热点和前沿之一。由于具有宏观材料所不具备的小尺寸效应、表面与界面效应以及量子效应，纳米材料会表现出与常规材料截然不同的性质(光、电、声、热、化学和力学等方面)，即纳米效应。同样，对于多孔固体材料而言，当孔隙率达到一定值后，若孔尺寸足够小，也会表现出孔的尺寸效应和表面效应，从而产生一系列异于常规材料的特殊性能。气凝胶便是一种应用前景非常广阔的新型纳米多孔材料。其中二氧化硅气凝胶的孔隙率可高达99.8％，孔洞尺寸在1～60nm，比表面积高达1000m²/g，密度可在3～500kg/m³之间变化。利用气凝胶的高比表面积可将其用作吸附剂，实践表明，气凝胶吸附剂可以有不同的形状、尺寸和化学组成，在不同的环境条件下吸附净化空气中的污染性气体。

纳米二氧化钛是一种优良的光催化材料，在光照条件下，二氧化钛可使甲醛、甲苯、PM2.5等气体污染物转化为二氧化碳和水，将污染物从根本上予以光解消除，是消除大气及室内污染物最有效的方法之一。纳米二氧化钛光催化材料所面临的问题主要是：1、其晶相必须是经过高温烧结的锐钛型；2、由于纳米级锐钛型二氧化钛比表面积很大，表面能也很大，能够自发形成团聚体，生产成本很高，不便推广使用。

申请号为201210453899.3的发明专利公开了一种具有分解甲醛功能的墙面装饰材料及其制备方法。具体来说是将微粉颗粒粘结固定在装饰图案层上，微粉颗粒包括二氧化硅气凝胶微粉颗粒和纳米二氧化钛微粉颗粒；纳米二氧化钛微粉颗粒与被甲醛污染的空气进行接触，并与甲醛接触而催化反应，起到净化室内空气的作用。其不足之处在于：

1、纳米二氧化钛的成分比例小，净化空气的效果非常有限；

2、纳米二氧化钛造价较高，成本居高不下；

3、纳米二氧化钛与污染空气进行直接接触，其表面无任何保护措施，虽然短期内能够与甲醛进行催化反应，但是很快就会出现“中毒”现象，从而失效。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶光催化剂的生产装置，它能够使锐钛型纳米级氧化钛与稀土固溶体均匀地附着于硅气凝胶的孔洞表面，制备出能够长效、强效地吸附分解空气中甲醛、甲苯等气态污染物的光催化材料。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶光催化剂的生产装置，包括按照物料出口和入口依次连接的预制罐、凝胶釜、老化沉降装置、压力过滤机、固溶体复合装置、喷雾干燥机和管式振荡烧结炉。

优选的，物料传输的动力源优选为压缩空气的压力，所述预制罐凝胶釜、老化沉降装置、压力过滤机和固溶体复合装置分别连通至压缩空气发生装置。

优选的，所述固溶体复合装置的物料出口和所述喷雾干燥机的物料入口之间安装有浆料输送泵，这是因为所述固溶体复合装置内的浆料固含量需要大于％，粘稠度较高，采用较大动力的浆料输送泵能够使浆料顺利的进入所述喷雾干燥机进行喷雾干燥。

所述老化沉降装置为并联设置的二个老化沉降罐。

所述固溶体复合装置为并联设置的二个固溶体复合釜。

另外，所述管式振荡烧结炉连接有用于冷却物料的水循环冷却罐，所述水循环冷却罐连接有用于收集成品和驱散热风的旋风分离器，所述旋风分离器连接至布袋分离器；所述布袋分离器用于再一次分离并收集成品，所述布袋分离器连接有引风机，所述引风机将所述布袋分离器分离出来气体引出并通入所述布袋分离器进行循环分离。

具体的，所述管式振荡烧结炉包括炉体和水平放置的炉基础架；所述炉体的内部设置有炉管，所述炉管与水平面形成5°～8°的坡度，所述炉管较高的一端连接有下料斗；所述炉体的一侧安装振动电机，炉体的下方与所述炉基础架之间设置有多个橡胶弹性垫。上述的管式振荡烧结炉具备振动功能，物料在下料斗进入后进入炉管，物料沿着炉管的坡度均匀向前，按照设定好的时间通过炉管。