利用纳米氧化锆的相变增韧和纳米颗粒的增韧作用,提高了氧化铝基体的综合力学性能。在氧化铝基体中添加不同含量的纳米3Y-ZrO2,纳米ZrO2含量为15wt%的A15Z材料综合力学性能达到最好(抗弯强度766.74MPa、断裂韧度6.13MPa·m1/2、维氏硬度18.32GPa),表明添加纳米氧化锆的复合刀具材料的力学性能远远超过单相氧化铝材料。
传统的陶瓷中为了提高硬度和光通透性,往往需要添加氧化铝微颗粒材料,但氧化铝陶瓷具有脆的特点,决定了其不能用于制造陶瓷机能性部件,如陶瓷刀。 一把好的陶瓷刀不仅需要具有相当的刚性,更需要具有优良的韧性,所以需要在陶瓷浆料中添加经过高度分散的纳米氧化锆材料,再经过等晶压或其他成型工艺成型后低温烧结而成。纳米氧化锆是陶瓷机能性器件的重要原料,它可以赋予陶瓷器件良好的韧性和耐磨性能,除了陶瓷刀,诸如陶瓷密封圈,陶瓷手表外壳,陶瓷搅拌器等产品都是添加了苏州优锆纳米氧化锆才能制作出来的。
陶瓷刀的优点:
1-高耐磨性
耐磨性是金属刀的60倍,长期使用过程中,省去了反复磨刀的烦恼,被誉为“永不磨损型”刀具。
2-坚硬锋利
硬度可达到HRC85以上,仅次于金刚石,硬度极强,因此刃口极其锋利,切削肉类蔬果,得心应手,无静电、无磁性、摩擦力小,处理食物不易粘连,能切出如纸一样薄的肉片,非常轻快省力,且不会卷刃。
3-没有异味
传统的金属刀,因其表面有无数毛细孔,料理食材时会有汤汁残留于毛细孔中,且金属元素会氧化生锈,形成异味或金属味;陶瓷刀则无毒、无污染、不氧化、不生锈、耐各种酸碱等有机物的腐蚀,切蔬菜或水果,不会产生异味。
4-卫生抗菌
纳米级材料,组织致密,无微孔,不沾污,易洗涤,能够有效抑制细菌滋生,长期使用,有益健康,是环保型刀具。
5-使用轻便
陶瓷材料的比重大约是金属材料的2/3,因此使用起来不会象金属刀那样有沉重感,深受现代女性的喜爱。
6-易于清洗
7-特别适合处理生鱼片、果蔬沙拉、熟食、片烤鸭、切松花蛋、切面包、切香肠、切土豆丝等食材,干净卫生,可以做到薄如纸,细如丝。用陶瓷刀切完葱蒜等刺激味食品,只需用清水冲洗,不会残留怪味,再切其他食品不会串味。
光催化氧化降解处理染料废水
染料废水有机污染物含量高、色度深、毒性大,难生物降解的有机物成分高,是我国目前几种难治理的行业废水之一。
张辉等采用序批式自制光催化膜反应器和低温酸性溶胶法制得的锐钛矿型TiO2 UG-TA18催化剂,250 W紫外灯光源对活性艳红X-3B进行光催化降解实验。实验结果表明反应起始pH和催化剂用量对光催化膜反应器运行性能影响很大,该耦合体系的最佳pH为4,染料和催化剂最佳浓度比为2︰1,0.45和0.22 μm的混合纤维素膜对TiO2 UG-TA18颗粒截留率可达96.5 %以上。
蔡邦宏在三层同心圆筒型玻璃容器的光化学反应仪中对准确配制一定量一定浓度的SF blue染料溶液进行光催化实验,实验结果表明TiO2 UG-TA18光催化对SF blue染料废水具有很好的处理效果,用量少、处理浓度高,且在发生光催化降解的同时还伴随着光分解反应,表观反应级数为二级。
Chun 等的实验通过考查四种非生物降解的商业偶氮染料的光降解和生物降解能力实验结果表明纳米二氧化钛 UG-TA18光催化氧化提高了生物降解染料废水的脱色能力,使废水生物降解恢复正常。
光催化氧化降解处理造纸废水
造纸工业是一个耗水耗能工业,每产生1 t纸需耗水60 m3[16]。同时排放大量的气态、液态、固态污染物进入环境。
韩沛等采用广西某矿的褐铁矿制备褐铁矿/纳米TiO2 UG-TA18复合材料,以河南省某麦草制浆造纸厂废水为处理对象, 间不同催化剂用量条件下COD和色度去除率。结果表明自制的催化剂经过一定反应时间,废水中的有机物被氧化分解成水和二氧化碳,还原态物质也同时被氧化,色度和COD得到有效去除。
Pedroza A M等用白腐菌和UV/TiO2/RuxSey的顺序处理在造纸生产,由漂白过程所产生的废水,实验结果表明经过 UG-TA18工序处理后可去除92 %CR、97 %COD和99 %的氯,达到排放标准。
2.6 光催化氧化降解处理制药废水
制药废水因生产的药物不同,其废水成分差异很大,含有多种难生物降解的毒性物质,有机污染物浓度波动大。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
郭佳等以玻璃夹套式恒温为反应器,以TiO2 UG-TA18为光催化剂进行的光催化反应研究,实验结果表明在催化剂用量分别为2.5 g/L和2.0 g/L时对头孢曲松钠的降解效果最好,分别达到93.4 %和73.8 %。体系中加入电子受体能促进光催化反应速率,而一些无机离子如HCO3-、SO42-、Cl-等的存在显著降低了TiO2 UG-TA18光催化剂的活性。
顾彦等以宜昌某药厂废水为水处理对象,利用Fenton光催化技术对废水进行光催化降解研究。实验结果表明利用太阳光、紫外光能显著提高有机物的降解速率,在太阳光照射条件下,Fenton 降解废水过程中,pH 在3.0 左右,Fe3+/H2O2 为1︰1 投量比时,对废水有机污染物COD 降解效果最好,在1 h反应时间,对废水降解COD 可达到国家排放标准。
Boroski M 等对来自药品厂包括耐火材料和高含量水解蛋白胨有机质的废水进行电凝法和 UG-TA18光催化降解实验,结果显示废水中绝大部分污染物都能得到有效地净化,达到国家排放标准。
3 结束语
光催化氧化 UG-TA18作为一种新型水处理技术由于其氧化能力强、高效、节能、清洁、工艺简单、不会产生二次染等优点越来越多地受到环境治理工作者的关注。特别是在处理难降解和生物降解能力差的有机污染物有着广泛的前景。近年来,随着研究人员对光催化氧化 UG-TA18技术研究的深入,光催化反应技术取得了很大的发展,由单纯的理论研究转向理论与实际应用研究。