[发明专利]一种用于水处理的纳米光催化器

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理装置，尤其是一种用于水处理的纳米光催化器。 

背景技术

纳米光催化：属于宽禁带的n型纳米半导体化合物，在紫外光照射下，光能量能引发纳米晶体自行分解出自由移动的负离子(e^-)，并同时留下一个正极的离子孔穴(h⁺)。正极的离子孔穴会不断地吸收水中的自由离子基(OH^-)中的电子，形成十分不稳定的有极强化学活性的氢氧根(·OH)。氢氧根从污水中的有机化合物(包括细菌内的有机物)及污染物中吸取电子，从而将有机物及污染物降解成水、二氧化碳和无毒的有机物。纳米光催化中，每降解一个碳原子，生成一个二氧化碳，排除了生物反应器中细胞呼吸系统生成的二氧化碳，因而减少了二次污染。又由于光的透射能力有限，使得反应溶液的深度不能太大，因此，若要提高反应器的处理能力，通过扩大光照面积的途径则导致反应器占地面积过大，因而其推广应用受到一定的限制。 

发明内容

本发明目的在于提供一种占地面积小、催化反应效果好的用于水处理的纳米光催化器。 

为实现上述目的，本发明的用于水处理的纳米光催化器包包括塔体，在塔体中间设有紫外线灯管，在灯管套有多片带有纳米颗粒的金属片，金属片水平设置在塔体内，金属片之间设有隔圈，所述金属片中间设有灯孔，在灯孔的旁边设有通孔，相邻两片金属片之间的通孔是错开的。 

所述纳米颗粒是将活性碳包覆在TiO₂纳米颗粒表面。 

本发明采用上述结构后，通过在塔体内设置多片带有纳米颗粒的金属片，金属片之间设有隔圈，所述金属片设有通孔，使得水在金属片之间形成水流通道，并且均受到中间紫外线灯管的照射，可以有效降解流经塔体水有害的有机物，充分提高反应器的处理能力，相邻两片金属片之间的通孔是错开的，可以延长塔体的水流通道，从而延长水在反应器的处理时间；进一步的改进是将活性碳包覆在TiO₂纳米颗粒表面，对纳米TiO₂晶体进行改性，将活性碳包覆在TiO₂纳米颗粒表面，由于活性碳具有较好的疏水能力，当活性碳吸附污水后，立即在表面扩散，转移到TiO₂处被降解(活性碳被再活化)。从而提高了纳米TiO₂在污水中的吸附能力，并避免了纳米TiO₂与高分子粘结剂的直接接触而引起粘结剂的降解。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明： 

图1为本发明结构图； 

图2为图1局部剖面图； 

图3为本发明金属片结构图。 

图中：1塔体，11进水口，12出水口，2灯管，3金属片，31纳米颗粒，32灯孔，33通孔，4隔圈。 

具体实施方式

图1、2和3所示，本发明用于水处理的纳米光催化器包括带有进水口12和出水口12的塔体1，在塔体1中间设有紫外线灯管2，在灯管上2套有多片带有纳米颗粒31的金属片3，金属片3水平设置在塔体1内，金属片3之间设有隔圈4，所述金属片3中间设有灯孔32，在灯孔32的旁边设有通孔33，相邻两片金属片3之间的通孔33是错开的，本实施例中的金属片3为不锈钢片。因此，在塔体1内形成一个水流通道，水流经塔体1可由紫外线灯管2对其进行照射，结合带有纳米颗粒的金属片3可有效降解有害的有机物。采用将活性碳包覆在TiO₂纳米颗粒表面具有优点：1、对纳米TiO₂晶体(5⁺⁵nm；锐钛矿晶相)进行改性，将活性碳包覆在TiO₂纳米颗粒表面(包覆后＜60nm；锐钛矿型、金红石相混晶)。由于活性碳具有较好的疏水能力，当活性碳吸附污水后，立即在表面扩散，转移到TiO₂处被降解(活性碳被再活化)。从而提高了纳米TiO₂在污水中的吸附能力，并避免了纳米TiO₂与高分子粘结剂的直接接触而引起粘结剂的降解。2、采用板固定床光催化，活性碳包覆后的纳米TiO₂与粘结剂热喷涂于金属片表面，并经高温热处理，形成介孔表面织构，具有较高的光催化活性。3、管状连续式反应装置，每组反应器反应面积＞2M²，污水在反应段流经时间(HRT)＞4min。紫外线光源波长254λ/nm，强度＞40μw/cm²。