[发明专利]一种秸秆覆蜡法制备光催化多孔透水砖的装置及方法

说明书

本发明是一种秸秆覆蜡法制备光催化多孔透水砖的装置及方法，其装置结构是熔蜡装置中的储蜡槽与输蜡装置中的浆料泵相接，输蜡装置中的输蜡管与送料装置中的多个出蜡喷嘴连接；成形模具底部与微震台装置连接。优点：1）所制备的多孔透水砖具有较高的结构强度，适用于各类水环境治理工程领域；2）可制备具有不同孔径和孔隙率的多孔透水砖；3）提高多孔砖的透水率和有效过水面积，延长水力停留时间，提高水质净化效果；4）可在秸秆形成的孔洞内表面形成大量微小的二次气孔，不但增大了透水砖的比表面积，而且还提高了TiO₂纳米光催化膜的附着强度，有效的提高其水质净化效率，延长其维护周期；5）结构简单，操作方便，适宜进行大批量生产。

技术领域

本发明涉及一种秸秆覆蜡法制备光催化多孔透水砖的装置及方法，属于复合材料成形技术领域。

背景技术

人类工业化进程的不断进步为我们带来经济效益的同时也对环境造成了严重破坏，大量工业废水在未经处理或处理不彻底时便排入河流、湖泊和海洋等，工业废水具有污染种类多、成分复杂、可生化性差等特点，尤其我国作为发展中国家，不及时处理大量排出的工业废水将时刻威胁着生态环境，阻碍着经济的可持续性发展。近些年一些新型的工艺逐渐应用于污水处理中，如膜萃取法、超声波降解法、光催化氧化法等，其中光催化技术是一种新兴高效节能现代绿色环保技术，指在催化剂的作用下，利用光辐射将污染物分解为无毒或毒性较低的物质的过程。但是在光催化材料的应用研究中，延长动水与光催化材料的接触时间是人们研究的重点之一。

但纳米晶TiO₂的负载基体的选择与制备一直是阻碍TiO₂光催化方法推广使用的瓶颈。由于TiO₂光催化膜进行降解反应的前提是需要将周围介质中的污染物分子进行大量的捕获，这就需要光催化膜与污水具有较大的接触面积，其前提是负载基体材料具有较高的比表面积，因此基体多采用多孔型材料，如硅胶、沸石、玻璃纤维、多孔陶瓷等。但上述基体材料在工程应用中普遍具有成本高、结构强度低等缺点，只适合于小型净化装置或处理模块中使用，不适合在水利环保工程中大规模的使用。因此目前亟需一种可制备具有孔洞分布均匀、比表面积大、结构强度高、生产成本低的透水基体材料的方法及装置，并在此基础上制备出负载了纳米晶TiO₂光催化膜的多孔透水砖。

我国是农业大国，在很多地区均有丰富的秸秆资源，主要从燃料、肥料、饲料、建筑基材等方面再利用。而由于秸秆再利用的成本问题，使得大量的秸秆不能够很好的回收，便造成大量秸秆的焚烧，不仅浪费了资源，同时也对大气造成了严重污染，直接威胁着人类的健康；而造成的雾霾天气也影响着公路交通以及人们出行安全。

目前人们在秸秆资源的再利用方面做出了大量的努力，使得秸秆在很多领域都重新获得了利用价值，然而利用秸秆资源和光催化技术的综合利用仍然很少。采用秸秆制备光催化材料的基体材料，不但能降低秸秆处理不当而造成的二次污染，而且还能形成一种新型的环保材料，这将对我国环境治理水平与资源循环利用具有积极的意义。

发明内容

本发明提出了一种秸秆覆蜡法制备光催化多孔透水砖的装置及方法，所制备的光催化多孔透水砖具有孔洞分布均匀、形态规则、贯通性好、比表面积大、结构强度高等优点，适用于大规模生产光催化多孔透水砖材料。

本发明的技术解决方案：一种秸秆覆蜡法制备光催化多孔透水砖的装置，其特征在于：包括熔蜡装置、输蜡装置、送料装置、成形模具、微震台装置,其中所述熔蜡装置中的储蜡槽20与输蜡装置中的浆料泵19相接，输蜡装置中的输蜡管1与送料装置中的多个出蜡喷嘴3连接；成形模具9底部与微震台装置连接。

秸秆覆蜡法制备光催化多孔透水砖的方法，包括如下工艺步骤：

（1）将株径为1cm~3cm的秸秆去除侧叶后截断成长度为6cm~10cm的小段；

（2）将滴点为65℃~68℃的石蜡放置于储蜡槽中熔化，槽内温度保持100℃；