[发明专利]光催化反应器核心元件

说明书

本发明涉及一种光催化反应器核心元件，主要由极性体系a以及分布在极性体系a中的极性体系b构成，极性体系a是由高分子链之间相互缠结形成的具有网络结构、吸附性能和极性的整体，极性体系b是由表面含光催化反应位点的纳米粒子以及吸附在纳米粒子表面的表面活性剂构成的具有吸附性能和极性的整体，极性体系a的吸附性能高于极性体系b，极性体系a和和极性体系b同为正极性或负极性，极性体系a的极性弱于极性体系b。本发明的光催化反应器核心元件中极性体系a和极性体系b分别起到吸附‑存储和吸附‑反应的作用，二者之间进行传质保持反应持续不断地进行，且光催化反应器核心元件可以多次回收，重复利用，降低了生产成本，有极好的推广价值。

技术领域

本发明属于光催化反应器领域，涉及一种光催化反应器核心元件。

背景技术

光反应器是将吸附技术与光催化技术结合的水处理装置，从上世纪末起，世界范围内兴起了众多以光催化反应技术为主体工艺的水处理设施。进入新世纪以来，随着我国膜产品的不断成熟和发展，光催化反应器凭借优异的水处理表现，已在水处理技术领域占有重要地位。因此可以预见，以结合光催化和自由基等为代表的高级氧化技术开发的光催化反应器将在废水深度处理甚至给水领域快速发展。

光催化反应器如膜反应器的构型取决于膜组件，它是将膜固定在反应器中，清液侧连接抽吸泵的组合体，目前应用最多的是平板膜组件、管式反应器和中空纤维膜组件。如专利CN106669412A提供了一种简易的以紫外灯为核心的光催化箱体；专利CN206965703U提供了一种管式的光催化反应体系。其优点在于便携，组装简易，但缺点在于其内部的催化剂体系单一，一般是单一的高分子吸附体系或是直接使用金属催化剂负载在反应器内部。

目前大多数的专利中，所使用的光催化剂大多都是直接接触被反应物，催化剂容易中毒和失活，部分还需要回收；而以高分子基体为催化剂载体的催化体系，强度低，重复使用率低，且高分子基体与催化剂金属的相容性差。

因此，研究一种高强度且可重复使用的光催化反应器元件具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的问题，提供一种高强度且可重复使用的具有吸附-迁移功能反应体系的光催化反应器核心元件。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

光催化反应器核心元件，主要由极性体系a以及分布在极性体系a中的极性体系b构成；

极性体系a是由高分子链之间相互缠结形成的具有网络结构、吸附性能和极性的整体，极性体系b是由表面含光催化反应位点的纳米粒子以及吸附在纳米粒子表面的表面活性剂构成的具有吸附性能和极性的整体；极性体系a不局限于高分子材料，部分带孔隙的无机材料如陶瓷、金属掺杂陶瓷同样适用于本发明；极性体系a和极性体系b可以同为无机体系，也可以同为有机体系；

极性体系a的吸附性能高于极性体系b，极性体系a和和极性体系b同为正极性或负极性，极性体系a的极性弱于极性体系b。

极性体系a的作用是进行吸附和存储，被反应物存储在极性体系a中，极性体系b的作用是吸附和反应，被反应物与极性体系b中的光催化反应位点接触后被催化降解，由于极性体系a的吸附性能高于极性体系b，因而被反应物在极性体系a中富集，同时又由于极性体系a的极性弱于极性体系b，因而极性体系b中的被反应物反应完成后，极性体系a吸附和存储的被反应物在浓度梯度和静电引力的作用下可自发迁移到极性体系b的光催化反应体系中，达到继续进行反应的效果，使反应可以持续不断的进行。本发明的光催化反应器核心元件，反应后的光催化反应器核心元件可以多次回收，重复利用，降低了生产成本，有极好的推广价值。

光催化反应器核心元件还包括容置极性体系a的容器，容器使用铝箔作为内层反射层，可以达到发射紫外光的作用，最大化利用光能，同时极性体系a的正下方架设团簇状微孔曝气头集群，该结构能够强化重点反应区域氧气供给。