[发明专利]一种催化装置及制法和采用该装置的压电超声降解设备

权利要求书

1.一种催化装置，其特征在于：包括压电振子(6)，所述压电振子(6)的两侧分别设有用于给压电振子施加偏压的上电极(7)和下电极(8)，所述上电极(7)和下电极(8)上固定连接有导线(10)，导线(10)连有与压电振子(6)频率一致的驱动电路(15)；所述上电极(7)上设有用于发生雾化作用的微孔(14)，所述微孔(14)随压电振子(6)共同振动；所述上电极(7)和下电极(8)的外表面包裹有用于隔绝液体的防水垫圈(9)；

催化装置的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将压电材料粉体与聚乙烯醇进行混合形成压电浆料，随后将浆料通过3D打印机喷射形成薄层并进行逐层堆积成型，将打印得到后的坯体进行高温烧结得到压电振子；

步骤二、在压电振子(6)的两侧胶粘金属层作为上电极(7)和下电极(8)，在上电极(7)的中心位置开设微孔(14)；

步骤三、在上电极(7)和下电极(8)的端部焊接导线(10)，并在上电极(7)和下电极(8)的外部包裹防水垫圈(9)，制备得到催化装置；

所述步骤一中，压电材料粉体与聚乙烯醇的质量比为20~40：1；其中，压电材料粉体包括钛酸盐、铌酸盐和锆酸盐中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的催化装置，其特征在于：所述微孔(14)的直径为16~20 mm。

3.根据权利要求1所述的催化装置，其特征在于：所述上电极(7)覆盖整个压电振子(6)的上表面。

4.一种权利要求1所述催化装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将压电材料粉体与聚乙烯醇进行混合形成压电浆料，随后将浆料通过3D打印机喷射形成薄层并进行逐层堆积成型，将打印得到后的坯体进行高温烧结得到压电振子；

步骤二、在压电振子(6)的两侧胶粘金属层作为上电极(7)和下电极(8)，在上电极(7)的中心位置开设微孔(14)；

步骤三、在上电极(7)和下电极(8)的端部焊接导线(10)，并在上电极(7)和下电极(8)的外部包裹防水垫圈(9)，制备得到催化装置。

5.根据权利要求4所述的催化装置的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，压电材料粉体与聚乙烯醇的质量比为20~40：1；其中，压电材料粉体包括钛酸盐、铌酸盐和锆酸盐中的任意一种。

6.根据权利要求4所述的催化装置的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，3D打印时控制层高精度在0.1~1 mm范围，打印速度为5~20 mm/s；烧结的温度为1000℃~1450℃，烧结时间为3~5 h。

7.一种压电超声降解设备，其特征在于：包括权利要求1~3任一项所述的催化装置(5)。

8.根据权利要求7所述的压电超声降解设备，其特征在于：还包括壳体(1)，所述壳体(1)的底部设有支撑底座(2)，所述壳体(1)内设置有多个用于安装催化装置(5)的键位孔槽(4)，所述支撑底座(2)内设有用于驱动信号的电源(12)以及用于将电流信号传递给压电振子(6)的驱动板(11)，所述电源(12)的正极与驱动板(11)电性连接，所述驱动板(11)通过导线(10)与催化装置的上电极(7)电性连接，催化装置的下电极(8)通过导线(10)与电源(12)的负极连接。

9.根据权利要求8所述的压电超声降解设备，其特征在于：所述驱动板(11)发出的交流频率与压电振子(6)的驱动频率相一致。

10.根据权利要求8所述的压电超声降解设备，其特征在于：所述壳体(1)上设有握把(3)，所述握把(3)的上方设置有用于控制催化装置(5)工作或关闭的开关(13)，所述开关(13)与电源(12)电性连接。