[发明专利]一种用于再生水及雨水消毒的光催化消毒反应器及光催化材料及制备方法、应用和应用方法

权利要求书

1.一种用于再生水及雨水消毒的UV/TiO₂光催化消毒反应器，包括消毒器壳体，消毒反应区，其特征在于：所述的消毒器壳体上设有进水管(1)和出水管(5)；所述的消毒器壳体包括石英套管(6)和不锈钢外套筒(8)；所述的石英套管(6)位于不锈钢外套筒(8)中；所述的消毒反应区是由石英套管(6)和不锈钢外套筒(8)之间所形成的环形空间；所述的石英套管(6)和不锈钢外套筒(8)的间距为60-120mm；所述的消毒反应区每隔120mm布置竖隔板，竖隔板内固定有活性炭纤维(ACF)负载纳米TiO₂光催化材料(3)；所述的石英套管(6)两端设有开口，一端设有抽吸风扇(7)；所述的石英套管(6)内设有紫外灯(4)。

2.根据权利要求1所述的一种用于再生水及雨水消毒的UV/TiO₂光催化消毒反应器，其特征在于：所述的紫外灯(4)采用主波长253.7nm杀菌灯，功率在18-40w之间，消毒区内平均UV光强为0.25-0.53mw/cm²；消毒器壳体长度大于紫外灯(4)长度，长度为1200mm，两侧留50mm接口。

3.根据权利要求1所述的一种用于再生水及雨水消毒的UV/TiO₂光催化消毒反应器，其特征在于：所述的不锈钢外套筒(8)为不锈钢材质，直径200～300mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于再生水及雨水消毒的UV/TiO₂光催化消毒反应器，其特征在于：所述的不锈钢外套筒(8)与石英套管(6)之间在出水管(5)一侧用玻璃胶粘接，并通过外卡箍固定和密封；在进水管(1)一侧加密封圈后通过法兰连接。

5.一种光催化材料制备方法，其步骤为：

A准备C_l6H₃₆O₄Ti、C₆H_l5NO₃、C₂H₅OH、H₂O，原料的摩尔配比为C_l6H₃₆O₄Ti：C₆H_l5NO₃：C₂H₅OH：H₂O＝1:0.86:26.6:1.5；

B将圆环形活性炭纤维毡浸入所述的溶胶中浸泡10min；将所述的圆环形活性炭纤维毡缓慢从溶胶中缓慢提拉出后，再将其放入温度为105℃的恒温干燥箱干燥2h；

C将步骤B中得到的圆环形活性炭纤维毡重复步骤B一次；

D将步骤C中得到的圆环形活性炭纤维毡置于马弗炉中，在氮气保护下升温至550℃保持2h后，自然冷却后取出；得到ACF负载UV/TiO₂光催化材料；其中升温速率为50℃/min，氮气流量为25mL/min。

6.根据权利要求1所述的一种光催化材料制备方法，其特征在于：所述的步骤(A)中溶胶制备具体步骤为：取678mL无水乙醇置于1000mL烧杯，缓慢搅拌下往无水乙醇中加入170mL钛酸四丁酯，再加入30mL三乙醇胺，制成前驱体；另取100mL无水乙醇，加入10mL水及6mL的浓盐酸，将该溶液在强烈搅拌下缓慢加入上述前驱体中，加完继续搅拌30min，得到淡黄色TiO₂溶胶。

7.权利要求5中一种光催化材料制备方法制备的ACF负载UV/TiO₂光催化材料。

8.ACF负载UV/TiO₂光催化材料在再生水及雨水消毒中的应用。

9.权利要求7的ACF负载UV/TiO₂光催化材料在再生水及雨水消毒中的应用方法，其特征在于，在波长为253.7nm的紫外线下使用。