高吸附性光催化、矿化直饮水处理机 【技术领域】
本发明涉及采用高吸附性复合TiO2光催化剂及载体材料，与紫外光灯及各式矿化水处理单元组合而成的高吸附性光催化、矿化直饮水处理机。
背景技术
利用光催化技术直接处理饮用自来水的原理是：利用半导体光催化剂被紫外光激发所产生的高能电荷-电子-空穴时，同时在氧或水的参与下，使吸附在光催化剂表面的有机、无机微粒、杂质、光氧化、光催化、光还原、光矿化成无害的产物CO2、H2O、H2、N2等或其他的中间产物。
TiO2是目前应用研究最为广泛的光催化剂，可以作无毒的食品添加剂、Ti4+为低毒类物质，无明显的累积作用，无致突变性，慢性毒性作用浓度为1.08mg/L。我国的生活饮用水源水卫生标准新增补“Ti4+指标允许浓度为0.1mg\.L”。TiO2的化学性质十分稳定，在光反应进程中不易溶解成Ti4+。自来水中的溶解性杂质较高，但混杂不溶杂质数少、活性炭、麦饭石、蛭石、沸石等均对自来水中的溶解杂质，不溶解杂质，特别是重金属离子等均有较好的吸附作用。对于水中存在的微生物、细菌、病毒等紫外线对其有一定的杀灭能力，但是水对紫外光线有一定的遮光作用、吸收作用、紫外光不易对水进行深度处理。目前市场上的各式直饮水处理机很多，但是极少采用光催化技术，主要原因是(1)光催化在目前的实用化技术方面存在有一定的难度。(2)对于TiO2等光催化剂材料对光有较好的吸收能力，但对应该进行光催化处理的有机微粒、无机微粒、有机分子、无机分子等无明显吸附能力。如在自来水中有机、无机杂质含量浓度不高时，便极大地降低光催化效率。(3)在液固光催化实用技术中，因光催化对有机类材料有很强地降解作用，一般需采用金属材料，从而增加了应用成本。
在一般使用的自来水中，由于含有少量的微生物及溶解杂质，同时在管道输送中，由于腐蚀等原因增加不少的重金属粒子，病菌等污染物质，不宜直接饮用，需要深度杀菌，消毒，添加对人体有益的元素，而这些是目前一般直饮机所没有的。
【发明内容】
本发明的目的是针对目前应用光催化技术存在的主要问题，提供一种能在光催化同时对水中的杂质有较好吸附能力、促进光催化效率、降低制造成本、结构简单，同时具有多功能的高吸附性光催化、矿化直饮水处理机。
达到本发明目的的高吸附性光催化、矿化直饮水处理机，是对一般矿化直饮水处理机进行改进、增加高吸附性光催化净化功能。
本发明的直饮水处理机具体包括外壳、进水口和活性炭滤器、磁石滤器、活性炭及麦饭石混合滤器、麦饭石滤器、出水口和加热冷却器，上述各器件通过联通管相连装于外壳内，自来水从进水口和活性炭滤器进入，经磁石滤器，活性炭及麦饭石混合滤器、麦饭石滤器，出水口和加热冷却器流出，特点是该水处理机还包括由金属内壳和装填于金属内壳内的石英玻璃容器、石英玻璃容器内的紫外光灯、装填于金属内壳与石英玻璃容器外壁之间的，表面有高吸附性光催化剂的纤维材料组成的光催化器，该光催化器连接于磁石滤器与活性炭及麦饭石混合滤器之间的管路上。
所述的直饮水处理机，还包括沸石或蛭石及活性炭混合滤器，该沸石或蛭石及活性炭混合滤器连接于磁石滤器与光催化器之间的管路上。
所述的直饮水处理机，其所述的表面有高吸附性光催化材料的纤维材料，是由复合TiO2体积含量＜50％的活性炭层A、复合TiO2体积含量＞50％的活性炭层B、纳米厚度的TiO2金红石过渡层C和纤维载体本体D依次叠加构成的纤维材料(参见图2)。
所述的纤维载体本体为玻璃纤维、氧化铝纤维、莫来石纤维、炭纤维。
本发明所用的原材料为市售材料，复合TiO2为Fe、Sn金属元素的氧化物与TiO2的复合材料。
本发明的高吸附性光催化、矿化直饮水处理机，所采用的表面有高吸附性光催化剂的纤维材料，因添加的活性炭与光催化复合TiO2复合层与纤维材料本体间有纳米厚度TiO2金红石过渡层，所以能形成较好的结合强度、较好的吸附性及较好的光催化效率。
因表面有高吸附性光催化剂的纤维材料，网络状分布在光催化容器内，增加了与流水的接触，从而提高了对水中杂质的吸附性及光催化效率。
本高吸附性光催化、矿化直饮水处理机中，进水口和活性炭滤器、磁石滤器、活性炭及麦饭石混合滤器、光催化器、沸石或蛭石及活性炭混合滤器、麦饭石滤器、出水口和加热冷却器为各自独立的单元，可采用方便的联接方式，如碰头式结构联结成统一的多功能体，便于调节增减用户所需功能单元体。
【附图说明】
图1是高吸附性光催化、矿化直饮水处理机结构示意图。
图2是高吸附性光催化剂与载体纤维结合结构示意图。
图1中标号含义：1紫外光灯，2密封口，3外壳，4金属内壳，5表面有高吸附性光催化剂的纤维材料，6石英玻璃容器，7沸石或蛭石及活性炭混合滤器，8磁石滤器，9进水口和活性炭滤器，10活性炭及麦饭石混合滤器，11麦饭石滤器，12出水口和加热冷却器。
图2中A为复合TiO2体积含量＜50％的活性炭层，B为复合TiO2体积含量＞50％的活性炭层，C为纳米厚度的TiO2金红石过渡层，D为纤维载体本体。
【具体实施方式】
本发明的高吸附性光催化、矿化直饮水处理机的实施例结构如图1所示。该直饮水处理机包括塑料外壳3和装于塑料外壳3内的沸石或蛭石及活性炭混合滤器7、磁石滤器8、进水口和活性炭滤器9、活性炭及麦饭石混合滤器10、麦饭石滤器11、出水口和加热冷却器12，及由铝金属内壳4和装于铝内壳4内的石英玻璃容器6、石英玻璃容器6内的紫外光灯1、、装填于铝内壳4与石英玻璃容器6外壁之间的，表面有高吸附性光催化剂的纤维材料5组成的光催化器。上述的各器件通过联通管相连接。自来水从进水口和活性炭滤器9进入，经磁石滤器、沸石及活性炭滤器，通过联通管道输入装有高吸附性复合TiO2光催化玻璃纤维的石英玻璃容器6内，通过紫外光对直饮水进行过滤、杀菌、光催化处理，然后水进入活性炭及麦饭石混合滤器10、及麦饭石滤器11过滤矿化后，按需要对水进行冷热加工，直接达饮用标准。
所用的高吸附性复合TiO2光催化玻璃纤维，是从表面到玻璃纤维本体，有复合TiO2体积含量30％的活性炭层A、复合TiO2体积含量70％的活性炭层B及纳米厚度的TiO2金红石过渡层C的玻璃纤维。其复合TiO2为含重量2％锡氧化物和98％TiO2的复合TiO2。