[发明专利]一种光电协同催化胶体射流喷嘴

权利要求书

1.一种光电协同催化胶体射流喷嘴，包括光纤准直器接头（1）、阳极接线柱（2）、上喷嘴体（3）、导电玻璃镜片（4）、高压密封圈（5）、下喷嘴体（6）、阴极铜板及接线柱（7）、紧固螺栓（8），其特征在于所述导电玻璃镜片（4）与高压密封圈（5）安装在上喷嘴体（3）与下喷嘴体（6）之间，通过紧固螺栓（8）压紧上喷嘴体（3）与下喷嘴体（6）间的高压密封圈（5）；所述上喷嘴体（3）中心有一螺纹通孔（9）与所述光纤准直器接头（1）通过螺纹连接，所述光纤准直器接头（1）外接光纤；所述上喷嘴体（3）中心螺纹通孔（9）旁有一偏心贯通口（10），所述阳极接线柱（2）通过偏心贯通口（10）与导电玻璃镜片（4）连接，所述阳极接线柱（2）为偏心铜柱，阳极接线柱（2）的下底柱与偏心贯通口（10）过盈配合，阳极接线柱（2）下底柱底面与导电玻璃镜片（4）零间隙紧密接触；所述阳极接线柱（2）与催化电源的正极连接；所述下喷嘴体（6）包括内腔和两个胶体入口（14）和一个胶体出口（17），其中内腔和胶体出口（17）与下喷嘴体（6）同轴，而两个胶体入口（14）则垂直偏心对置分布在下喷嘴体（6）侧面；所述下喷嘴体内腔分为基本段（13）、收缩段（15）及整流段（16）三部分，其中基本段（13）和整流段（16）为圆柱形，收缩段（15）为锥形或余弦形，整流段（16）与胶体出口（17）连接；所述的阴极铜板及接线柱（7）为一体偏心结构，与催化电源的负极相连。

2.根据权利要求1所述的光电协同催化胶体射流喷嘴，其特征在于：导电玻璃镜片（4）既具有良好导光特性，又具有良好导电特性，所述的上喷嘴体（3）与下喷嘴体（6）要求不导电为绝缘体，所述光电协同催化胶体射流喷嘴采用可见光作为催化光源，要求胶体射流在喷嘴型腔内与可见催化光发生充分耦合，产生光生电子-空穴对，且光生电子空穴对分离。

3.根据权利要求2所述的光电协同催化胶体射流喷嘴，其特征在于，所述导电玻璃镜片（4）材料为表面导电层玻璃，即氧化铟锡透明导电膜玻璃和体积导电玻璃，即含碱性氧化物、钛氧化物，优选氧化铟锡透明导电膜玻璃；镜片为凸透镜和平面透镜，优选凸透镜。

4.根据权利要求2所述的光电协同催化胶体射流喷嘴，其特征在于，所述上喷嘴体（3）与下喷嘴体（6）材料为陶瓷材料和经表面处理的不锈钢材料，优选经表面处理的不锈钢材料；当选经表面处理的不锈钢材料时，其表面处理方法为：用电泳涂装、静电喷涂、激光涂覆、化学气相沉积、氧化、钝化及磷化方法在不锈钢上喷嘴体（3）与下喷嘴体（6）的内外表面生成A1₂O₃、MgO、ZnO、NiO、AlN、Si₃N₄、BN及SiC 绝缘层。

5.根据权利要求2所述的光电协同催化胶体射流喷嘴，其特征在于，光纤准直器接头（1）将从催化光源传输来的可见光以近似平行光引入到导电玻璃镜片（4）后进入光电协同催化喷嘴型腔内。

6.根据权利要求2所述的光电协同催化胶体射流喷嘴，其特征在于，胶体通过两个偏心对置的胶体入口（14）进入喷嘴型腔内的基本段（13），形成胶体涡旋，以螺旋轨迹运动经过收缩段（15）加速后到达整流段（16），在喷嘴型腔内胶体与可见催化光发生充分耦合，产生光生电子-空穴对，最终经胶体出口（17）喷射在工件表面。

7.根据权利要求1与权利要求2所述的光电协同催化胶体射流喷嘴，其特征在于，接通催化电源后在导电玻璃镜片（4）和金属铜板（7）间产生电场回路，电场作用使得胶体射流束中催化光场产生的光生电子-空穴对分别定向迁移，从而使得光生电子-空穴对分离。