[发明专利]一种双单元UV光催化氧化反应装置

权利要求书

1.一种双单元UV光催化氧化反应装置，其特征在于，所述双单元UV光催化氧化反应装置由两个光催化单元反应器与紫外灯组交替并联叠放而成，每个光催化单元反应器包括外框架(2)、三维多孔泡沫陶瓷新型复合固载光催化剂(1)、紫外灯组(4)、灯座(5)；外框架(2)为“田”字状，外框架(2)为矩形框架内设有十字架结构，十字架结构与矩形框架之间填充有三维多孔泡沫陶瓷新型复合固载光催化剂(1)，外框架(2)的个数分为上下两个且相互镶嵌在一起，，两个外框架(2)之间设有紫外灯组(4)，紫外灯组(4)为数个竖直放置的紫外灯管，紫外灯管的顶端和底端与外框架(2)之间通过灯座(5)相互连接，每个光催化单元反应器的两个外框架(2)之间通过固定架(6)连接固定。

2.根据权利要求1所述的双单元UV光催化氧化反应装置，其特征在于，光催化单元反应器各部件之间通过螺丝连接固定。

3.根据权利要求1所述的双单元UV光催化氧化反应装置，其特征在于，所述外框架(2)为金属材质。

4.根据权利要求1所述的双单元UV光催化氧化反应装置，其特征在于，所述外框架(2)顶端设有把手(3)。

5.根据权利要求1所述的双单元UV光催化氧化反应装置，其特征在于，三维多孔泡沫陶瓷新型复合固载光催化剂通过如下方法制备：以泡沫陶瓷板为载体，新型复合固载光催化剂为浸渍液，30～40Hz条件下超声波一次性浸渍20～40min，干燥箱80～120℃恒温干燥2～3h，使干燥后的泡沫陶瓷板的复合固载光催化剂含浸量达到重量比0.8％-1.5％。

6.根据权利要求5所述的双单元UV光催化氧化反应装置，其特征在于，所述新型复合固载光催化剂通过如下方法制备：

一、磷酸钛·二氧化钛溶胶水溶液的制备

(1)磷酸钛化合物水溶液：将TiCl₄、无水乙醇、磷酸，140～150℃条件下水热反应，合成1～1.5wt％的磷酸钛化合物水溶液；

(2)硫酸氧钛无机溶胶：将固含量90％以上的硫酸氧钛溶解于水中，于500～600℃条件下进行水热反应，得到硫酸氧钛无机溶胶；

(3)复合磷酸钛二氧化钛溶胶水溶液：将磷酸钛化合物水溶液与硫酸氧钛无机溶胶按体积比为10:4～6混匀后调pH值至6～7；在50～80℃搅拌的条件下，加入体积比为10～11：2的硅酸钠·硝酸·乙醇的混合溶液，其中，硝酸·乙醇溶液的体积比1：3～4，使溶液pH值为1～2，加热搅拌1～2h，室温静置，即得磷酸钛·二氧化钛溶胶水溶液；

二、过氧化钛无机溶胶的制备

将质量浓度为9～9.2％的TiOSO₄溶液与0.04～0.06％的氨水溶液按质量比为1：0.3～0.36混合，定容沉淀至10L；静置12～14h后，去掉1/2～2/3的上清液，再次定容至10L，于大于2500rpm的转速下离心2-3次、沉淀重新定容至10L；加入等体积的H₂O₂后进行100～110℃的热处理，恒温30～35min后，加入去离子水定容至20L，得氢氧化钛无机溶胶水溶液；

将氢氧化钛无机溶胶水溶液于500～520℃反应30～35分钟，老化12～14小时，得锐钛矿型结晶体TiO₂水溶液；锐钛矿型结晶体TiO₂经850～855℃烧结，得金红石矿型结晶体TiO₂水溶液；将锐钛矿型结晶体TiO₂水溶液和金红石矿型结晶体TiO₂水溶液按体积比6～7:3～4进行100～110℃水热反应4～5h，静置12～14小时，即得过氧化钛无机溶胶；

三、复合固载光催化剂的制备方法

将磷酸钛·二氧化钛溶胶水溶液、过氧化钛无机溶胶和水按重量比为1～3:1～3:5～9混合均匀，即得复合固载光催化剂。

7.根据权利要求6所述的双单元UV光催化氧化反应装置，其特征在于，所述复合固载光催化剂的pH值为6～8。