[发明专利]一种基于纳米磁性二氧化钛催化剂的光催化装置

权利要求书

1.一种基于纳米磁性二氧化钛催化剂的光催化装置，其特征在于：包括主体(1)、进水单元(2)、纳米磁性二氧化钛催化氧化单元(3)、分离单元(4)和出水单元(5)；所述进水单元(2)设于主体(1)上方，所述进水单元包括进水管(21)以及与进水管(21)连通的二氧化钛补充口(22)、铁粉补充口(23)和炭粉补充口(24)；所述纳米磁性二氧化钛催化氧化单元(3)设于主体(1)中部，采用完全混合形式，并设置有充气搅拌装置(31)；所述分离单元(4)设于主体(1)下部，包括分离装置(41)以及设于分离装置(41)上的滤膜(42)和滤膜下方的脉冲气洗装置(43)，所述出水单元(5)与分离单元(4)直接连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于纳米磁性二氧化钛催化剂的光催化装置，其特征在于：充气搅拌装置(31)为穿孔曝气管，曝气管上的开孔尺寸为0.5-1.5mm，充气强度为2-30L/m²·s。

3.根据权利要求1所述的一种基于纳米磁性二氧化钛催化剂的光催化装置，其特征在于：二氧化钛补充口(22)、铁粉补充口(23)和炭粉补充口(24)投加的磁性纳米二氧化钛、铁粉、炭粉的质量比为4:2:1～3:1:1，粒径分别为10-100nm、1-10μm、1-10μm。

4.根据权利要求1所述的一种基于纳米磁性二氧化钛催化剂的光催化装置，其特征在于：纳米磁性二氧化钛催化氧化单元(3)中设置有一组紫外灯(32)，相邻紫外灯间距为10-20cm。

5.根据权利要求1所述的一种基于纳米磁性二氧化钛催化剂的光催化装置，其特征在于：分离装置(41)为平行设置的2组以上孔径为2-10μm的平面网状截留装置，且每组截留装置呈倾斜设置，倾斜角为100～150°。

6.根据权利要求1所述的一种基于纳米磁性二氧化钛催化剂的光催化装置，其特征在于：脉冲气洗装置(43)的气洗强度为10-30L/m².s、脉冲周期设置为10s～10min。

7.根据权利要求1所述的一种基于纳米磁性二氧化钛催化剂的光催化装置，其特征在于：分离单元(4)的顶部设有电磁阀(44)。

8.根据权利要求1所述的一种基于纳米磁性二氧化钛催化剂的光催化装置，其特征在于：所述出水单元(5)为L形弯管，其底部分别设置出水口和进气口，其内部填充粒径10-30目的铁粉作为滤层，滤层厚度为0.2-0.5m，滤速为1-8m/h。

9.根据权利要求1所述的一种基于纳米磁性二氧化钛催化剂的光催化装置，其特征在于：所述滤膜(42)的孔径为1-10μm。

10.一种基于磁性纳米二氧化钛的组合光催化氧化方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将磁性纳米二氧化钛、铁粉、炭粉投入权利要求1至8任一项所述的基于纳米磁性二氧化钛催化剂的光催化装置内，作为复合催化氧化材料；

(2)在紫外灯光照射下，利用充气搅拌装置将溶液混合均匀并完成催化氧化反应；

(3)利用滤膜将催化氧化反应材料截留并回流至纳米磁性二氧化钛催化氧化单元内；

(4)经滤膜过滤后的水经出水单元过滤，得净化后的水。