[发明专利]一种光生耦合技术废水处理反应装置

权利要求书

1.一种光生耦合技术废水处理反应装置，其特征在于：包括壳体（12）、循环泵（2）、射流器（4）、紫外灯（5）、水处理单元、支架（11）和喷淋管（13）；

所述壳体（12）内从左至右依次设有若干组并排设置的水处理单元，壳体（12）内部设有用于支撑水处理单元的支架（11），水处理单元与壳体（12）的顶部和底部之间均留有空间，水处理单元的上方空间设有喷淋管（13），水处理单元的下方空间一侧设有射流器（4），相邻的2个水处理单元之间设有上下交错设置的紫外灯（5）；所述射流器（4）通过连接管连接循环泵（2）的出水管，循环泵（2）的入水管与壳体（12）连通；所述喷淋管（13）通过连接管与循环泵（2）的出水管连通；所述壳体（12）的下部设有泄空管（9），壳体（12）中上部设有收水管（7），且收水管（7）位于喷淋管（13）的下方；

所述水处理单元包括2个复合聚氨酯材料层（6）和贴附在复合聚氨酯材料层（6）其中一面上的负载TiO₂碳纤维板（10），且贴附有负载TiO₂碳纤维板（10）的一面朝外；

所述负载TiO₂碳纤维板（10）由如下步骤制备得到：

步骤1）将无水醇溶液、水与过量的稀土元素溶液混合均匀后得到溶液A，调节溶液A的pH值；

步骤2）将酯类钛源缓慢的加入到无水醇溶液中得到溶液B，溶液B继续搅拌1-3h后，将剪裁好的碳纤维浸泡在溶液B中，溶液B再继续搅拌；

步骤3）之后在搅拌的条件下，溶液A缓慢滴入溶液B，滴加完成后持续搅拌；

步骤4）然后取出碳纤维并沥去其表面的溶胶，经烘干、洗涤、煅烧后得到所述的负载TiO₂碳纤维板（10）；

相邻的2个水处理单元之间的距离为1m，水处理单元的2个复合聚氨酯材料层（6）之间的距离为0.5m。

2.根据权利要求1所述的光生耦合技术废水处理反应装置，其特征在于：所述步骤1）无水醇与水的体积比为2-4:1，所述的溶液A的pH值为3-4；所述步骤2）的酯类钛源与无水醇溶液的体积比为1:5-20；所述的搅拌采用磁力搅拌或超声；所述步骤3）的持续搅拌步骤的时间为1-3小时，持续搅拌步骤采用磁力搅拌或超声；所述步骤3）的滴加步骤的时间为30-60min；所述的步骤4）中的烘干步骤的温度为80-100℃，煅烧步骤的温度为350-800℃，时间为2-4小时。

3.根据权利要求1所述的光生耦合技术废水处理反应装置，其特征在于：所述的稀土元素溶液中含有镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇或钪中的至少一种；所述的酯类钛源为钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯；所述的无水醇溶液为无水乙醇、无水丙醇、无水丁醇或无水戊醇中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的光生耦合技术废水处理反应装置，其特征在于：所述步骤1）得到的溶液A中还添加掺杂的TiO₂粉。

5.根据权利要求4所述的光生耦合技术废水处理反应装置，其特征在于：所述掺杂的TiO₂粉由如下步骤制备得到：

步骤1）将酯类钛源与无水醇溶液混合得到溶液C；

步骤2）将无水醇溶液、弱酸溶液、水与过量的稀土元素溶液混合得到溶液D；

步骤3）在搅拌的条件下将溶液C逐滴加入溶液D中，滴加完成后持续搅拌，得到掺杂TiO₂溶胶；

步骤4）将掺杂TiO₂溶胶烘干、研磨、燃烧后制得掺杂的TiO₂粉末。