[发明专利]一种光催化净化反应器

说明书

一种光催化净化反应器，包括：外壳，具有一容质空间，外壳壁面上设有可与容质空间连通的光源入口；光催化组件，收容于容质空间内，包括光催化单元和固定单元，光催化单元通过固定单元拆卸式安装在容质空间内，固定单元上设有光纤入口；以及光源组件，置于所述容质空间外，包括光源发射单元以及光纤导管，光源发射单元的出光口直接对准外壳的光源入口或者通过光纤导管将光源发射单元产生的照射光源输入至光催化单元。本发明的有益效果是：可以有效对光的波长、强度、流体的体积、流速、浓度等反应条件可以实时监控,可以根据实验要求与核磁、质谱、电化学工作站等其他检测设备联用，适合作为光催化净化反应的试验平台和实验室通用的废水净化设备。

技术领域

本发明涉及一种光催化净化反应器，属于流体的净化领域。

背景技术

流体的光催化净化是基于光催化剂在光照下具有的氧化还原活性而分解流体中的有机污染物，实现净化流体的目的。

利用光催化净化技术去除流体中的有机污染物具有以下特点：1)直接用流体中的溶解氧作氧化剂，反应条件温和，一般在常温常压下催化反应就可以进行；2)可以将有机污染物分解为二氧化碳和水等无机小分子，净化效果彻底；3)光催化剂稳定性好，催化氧化能力强，成本低，不存在吸附饱和现象，使用寿命长；4)光催化净化技术二次污染小，能利用太阳光等自然光源，运行成本低。因此光催化氧化法在流体的深度净化方面显示出巨大的应用潜力，然而，目前市面上的光催化净化装置无法精确地控制光照的强度和波长，无法针对不同的污染物体系及时有效的检测光催化净化的效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种结构简单，能够调节光照的强度和波长以及光催化反应规模的光催化净化反应器。

本发明所述的一种光催化净化反应器，其特征在于，包括：

外壳，具有一容质空间，且所述外壳壁面上设有可与容质空间连通的光源入口；

光催化组件，收容于所述的容质空间内，包括光催化单元和固定单元，其中光催化单元通过固定单元拆卸式安装在容质空间内，且所述的固定单元上设有用于向光催化单元引入照射光源的光纤入口；

以及光源组件，置于所述容质空间外，包括用于发射照射光源的光源发射单元以及用于将照射光源输送至光催化单元的光纤导管，所述光源发射单元的出光口直接对准外壳的光源入口或者通过光纤导管将光源发射单元产生的照射光源输入至光催化单元。

所述光催化单元包括反应容器和置于反应器内的光催化剂，所述反应容器拆卸式安装在固定单元上，并且所述的光催化剂装于反应容器的反应腔内。

所述固定单元包括底座和夹紧装置，所述的夹紧装置由两块相对布置的夹板构成，所述夹板底部与底座锁定连接，两夹板之间留有用于夹住反应容器的调整式插槽。

所述光源发射单元包括调光器、光源、滤光片、电致变色滤光片以及电压调节器，所述调光器的控制端与所述的光源的控制端电连接，所述光源的出光口从内向外依次装有滤光片、电致变色滤光片和光纤导管的输入端，且所述的电致变色滤光片的连接端口与所述的电压调节器的电压调节端口电连接，用于控制电致变色滤光片透过的照射光源波长范围。

所述的光源发射单元还包括光度测量仪，用于监测最终到达反应器的光线的强度。

所述的光催化剂为金属氧化物或金属氧化物与活性炭的复合物。

所述的金属氧化物为二氧化钛、钛氧簇、氧化锌、氧化铬、氧化钴、氧化镍及氧化铁中的任意一种或两种及以上任意比例的组合。

所述反应容器顶部设有用于监测净化效果的电极插槽以及探针插槽，且电极插槽以及探针插槽均与反应腔连通，所述电极插槽以及探针插槽内分别插入相应的电极以及探针，并可外接电化学工作站、质谱仪、紫外-可见光谱仪等监测仪器。在探针或电极上检测到流体被净化效果的信号，可以据此信号调节入射光的强度和波长。