[发明专利]一种光-热耦合作用的光催化装置

说明书

针对环境中存在的有毒、有害污染物，设计一种光‑热耦合作用的光催化装置，从内至外依次包括散热层（导热层）、发光层、导光层和光催化层，从而达到“内部产光，外部光催化利用”的效果，同时把发光层散发的热量导入周围光催化的环境，进而发挥光催化和热作用耦合降解环境中污染物的效果。

技术领域

本发明涉及一种光-热耦合作用的光催化装置，能够对环境中的有毒、有害的污染物进行光-热耦合作用的光催化装置，属于环保领域。

背景技术

环境中分散存在着多种污染物，许多有毒、有害的污染物很难采用传统的处理技术彻底降解去除。

光催化技术能够对环境中的有机污染物进行无选择性降解，且能分解彻底，对环境无二次污染。

光催化技术需要提高光在环境中的传递效率和增强光催化作用的效果。

热能活化污染物质，具有热催化作用，能够和光催化进行耦合，从而提高光催化降解污染物的效果。

发明内容

本发明的目的是获得一种光-热耦合作用的光催化装置，把光催化和热作用结合起来，从而提高光催化的经济性和实用性。

本发明的设计方法首先针对污染物分散在环境中，采用分散的点光源作为光催化的光源，以提高光催化的利用效率；其次，采用光从内部发出，外部利用的方式，以提高光的传递效率；最后，把电能转变为光的过程中产生的热进行利用，以参加对污染物的热催化作用，进而耦合光催化，提高降解污染物的效果。

装置可以采用曲面、直面等多面组合的结构形式，优先地装置采用方体或长方体板状结构，散热层布置在装置的中间位置，两边对称设置发光层，为了提高光的延展面以更多的面积接触光催化剂，在发光层的外侧设置导光层，导光层的外表面则敷设光催化层。

发光层的光源可采用面光源、点光源等，优先地采用阵列LED灯用作光源，并采用散热材料把LED灯产生的热量传递给周围环境的空间，以耦合光催化，光源可以是紫外光，也可以是可见光等。

散热材料能够较好地抵御周围环境的腐蚀，并且具有比较好地散热性能，优先地选用铜铝合金作为散热层（导热层）的材料。

导光材料对光源来说具有较好的透过性，具有扩大光催化作用面积的功能，优先地选用玻璃作为导光层的材料。

光催化层和光源能够较好地匹配，对光具有比较高的利用效率，优先地选用T_iO₂材料，可对T_iO₂光催化材料进行改性，也和选用其他光催化材料及其改性。

优先地装置设计成长方形板状结构，内部设置铜铝合金板进行散热，同时散热层有外露的部分，一方面对光源进行散热，提高光源的寿命；另一方面，把光源在产光的过程中散发的热量导到周围的环境中，对周围的环境进行加热，以进行热催化，同时形成周围环境流体的对流作用，有利于流体中污染物质的捕捉、吸附和光催化降解作用。

采用环氧树脂等密封材料对光催化装置进行密封。

附图说明

图1是一种光-热耦合作用的光催化装置的俯视图。

图2是一种光-热耦合作用的光催化装置的左视图。

图3是一种光-热耦合作用的光催化装置的正视图。

附图中各数字标号所指代的名称：1—散热层（导热层），2—发光层，3—导光层，4—光催化层，5—电源线。

具体实施方式

下面结合附图1、图2、图3和具体实施例子对本发明作进一步说明。

通过电源线（5）向发光层（2）供电。