[发明专利]一种用于可回收磁性光催化剂的反应装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种用于可回收磁性光催化剂的反应装置，反应器设在暗箱内，电磁铁固定在反应器下方，反应器内设有磁性光催化剂，且反应器顶部设有开口，石英冷阱和曝气设备的曝气端由反应器顶部的开口插入反应器内部，光源装置插入石英冷阱内。本发明的优点是：微孔气石提供微细气泡，用于分散光催化剂及增加曝气，可以提高光催化剂的催化效率；本发明在底部设有磁场用于回收磁性光催化剂，可实现光催化剂的多次使用。

技术领域

本发明涉及污水光催化处理技术领域，具体涉及一种用于可回收磁性光催化剂的反应装置及其工作方法。

背景技术

光催化在处理工业污水时展现出绿色、低碳、环保的技术优势，近年来备受瞩目。但光催化剂颗粒难以回收的问题一直是制约光催化工业化应用的瓶颈。近年来，磁性光催化剂的研发，为光催化剂的高效回收带来希望，成为光催化领域关注的热点。

光催化反应装置作为光催化反应的主体设备，磁性光催化剂的催化效率及其回收率取决于光催化反应装置是否高效可行。因此，光催化反应装置的设计和研制成为可回收磁性光催化剂走向实用化的关键步骤，目前已有部分涉及磁回收或光催化反应装置报道，但仍存在相应的不足，见以下参考文献：①中国发明专利名称为“一种磁助光催化污水处理装置”，申请号为：201310364769.7，此装置只适合对紫外光敏感的光催化剂，并且结构相对复杂；②中国发明专利名称为“磁絮凝反应器”，申请号：201010510752.4，此反应器只有絮凝沉降功能而不具备光催化降解功能。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种可实现光催化剂在水体中均匀分散，使催化剂充分利用光能进行光催化氧化反应，在施加磁场后简便回收光催化剂，实现光催化剂的循环利用的用于可回收磁性光催化剂的反应装置及其工作方法。

一种用于可回收磁性光催化剂的反应装置，包括暗箱、反应器、磁性光催化剂、电磁铁、曝气设备、石英冷阱、光源装置，反应器设在暗箱内，电磁铁固定在反应器下方，反应器内设有磁性光催化剂，且反应器顶部设有开口，石英冷阱和曝气设备的曝气端由反应器顶部的开口插入反应器内部，光源装置插入石英冷阱内。

进一步的，暗箱内设有支架，电磁铁固定在支架底部，反应器设在支架上。

进一步的，曝气设备包括：曝气管、增氧气泵和微孔气石；曝气管上端与暗箱内反应器外的增氧气泵相连，下端与位于反应器内的微孔气石连接。

进一步的，其中反应器侧方下部设置有排水口，与排水管连接，曝气管上端通过气体流量计与反应器外的增氧气泵相连。

进一步的，微孔气石材质为陶瓷材料。

进一步的，石英冷阱为中空结构，中空处由光源装置插入，石英冷阱上设有用来通循环水以保证反应体系恒温的进水口和出水口，进水口和出水口位于石英冷阱顶部两侧。

进一步的，所述反应器的材质为石英玻璃、普通玻璃或有机玻璃；反应器为圆柱体，上端开有三个口，分别放入一个石英冷阱和两个微孔气石；反应器的容积为5-20L；反应器的排水口上设有排水阀门，排水阀门为活塞式，排水阀门为玻璃或塑料材质。

进一步的，电磁铁通过螺丝固定在支架底部，连接电源，并由电源开关控制开启。

进一步的，石英冷阱为中间凹陷的中空结构，石英冷阱内壁与外壁之间的距离为0.5-1.5cm，石英冷阱底部直径为4-7cm，石英冷阱的总长度为8-20cm；支架为不锈钢支架；支架的总高度为15-30cm；曝气管和排水管材质为聚四氟乙烯；光源装置包括氙灯、汞灯或卤钨灯中的任意一种及其电源控制装置；氙灯、汞灯或卤钨灯的电功率为50-1000W；暗箱高度为30-80cm；暗箱正面设有拉门。

一种用于可回收磁性光催化剂的反应装置的工作方法，所述方法包括以下步骤：（1）将磁性光催化剂加入到反应器中；

（2）关闭反应器的排水口和进气口；