[實用新型]用于光催化反應研究的裝置

無效

• 申請號: 200620164949.6
• 申請日: 2006-12-28
• 公開（公告）號: CN201015734Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 陳淼;陳強
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12;B01J8/02
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司
• 代理人: 方曉佳

技術領域

本實用新型裝置涉及一種用于光催化反應研究的裝置，主要用于光催化劑活性評價，降解污染物動力學研究，以及可作為水體中總有機碳(TOC)的測定。

技術背景

目前處理含有機污染物工業廢水的降解、脫色等，主要采用物化(吸附法、膜分離法、萃取法等)加生物處理，主要缺點是處理需要的體積大，運行費用高，帶來二次污染。作為高級氧化技術之一的光催化技術被認為是極具前景的水處理技術，但目前尚不能大規模應用。光催化降解技術實現工業化的關鍵之一是測定污染物光催化降解的反應動力學數據。目前的研究多數是檢測污染物的表觀降解動力學(不能完全代表徹底礦化的程度，只是說明本身被分解的情況)。同時存在不能獲得在線數據，因此使動力學的數據不能完全真實地反應有機污染物的徹底降解情況。光催化反應因為動力學數據缺乏，給高效光催化反應器的設計帶來很大困難，使光催化技術的工業化應用受到限制。

其次對光催化劑的催化活性沒有統一的評價標準和規范，不同研究者所用裝置相差很大，評價方法不同，不同實驗室的實驗結果沒有可比性。使得很多研究者不得以做很多重復的工作，浪費人力財力，從而影響了光催化技術的發展。

發明內容

本實用新型裝置的目的在于克服上述不足，提供一種結構簡單、操作方便，能評價各種類型光催化劑的光催化活性的裝置。

本實用新型裝置通過以下方案實現：

一種用于光催化反應研究的裝置，其特征在于：裝置由空氣預處理裝置(1)、泵(2)、紫外光源(3)、光催化反應器(4)、檢測器(5)、氣體定量裝置(6)、干燥裝置(7)以及體系二氧化碳校正器(8)構成；泵(2)連續將反應器中無機碳類物質反應生成的二氧化碳氣體送到干燥裝置(7)和氣體定量裝置(6)后直接進入檢測器(5)檢測后排空，根據二氧化碳濃度等數據可測定無機碳。

光催化反應器，可以將粉末光催化劑置于反應腔中(或將固定化的光催化劑置于支架上)，紫外燈管置于反應器中部。當樣品進入光催化反應器的反應腔后，先關閉紫外燈管的電源。根據二氧化碳的產生濃度對時間的曲線，進行動力學研究，可獲得表觀完全降解反應速率常數。評價光催化劑的光催化活性。

本實用新型的光催化反應器由聚四氟乙烯和石英玻璃管制造，其外型為圓柱型。

本實用新型的預處理裝置(1)確保以固定低濃度二氧化碳的空氣進入反應器及檢測系統，消除背景二氧化碳濃度變化產生的誤差。

本實用新型的光催化反應器及與檢測器的管路連接，在線檢測產生的二氧化碳。該光催化反應器適合粉末和片狀(桶狀)光催化劑的活性評價及污染物光催化降解動力學的研究。該光催化反應器可拆卸便于清洗。

本實用新型的加入(8)體系二氧化碳濃度校正器，確保動力學數據的準確性。

本實用新型的光催化反應器的底部設置三通法(1)，可為反應體系通氣，并排放反應后的潔凈水。

本實用新型的光催化反應器的頂部設有進樣口(3)，和取樣口(4)。

附圖說明

圖1為用于光催化反應研究的裝置示意圖。空氣預處理裝置(1)、泵(2)、光源(3)、光催化反應器(4)、檢測器(5)，氣體定量裝置(6)，干燥裝置(7)，體系二氧化碳校正器(8)。

圖2為光催化反應器示意圖。三通(充氧輸入口，排液口)(1)，進樣口(2)，取樣口(3)，催化劑支架(4)，反應腔(5)，燈管(6)，和固定架(7)。

具體實施方案

本實用新型專利用于光催化反應研究的新型裝置，通過空氣預處理裝置(1)的空氣通過連續定量泵(2)泵入光催化反應器(4)，在光催化反應器(4)中加入待測的目標物質。打開紫外光源(3)，在紫外光及光催化劑(可以是粉末、固定化的催化劑)的作用下，將有機污染物氧化分解為二氧化碳，從光催化反應器

(4)出來的氣體經過干燥裝置(7)和氣體定量裝置(6)后直接進入檢測器(5)檢測后排空。根據二氧化碳的產生濃度對時間的曲線，進行動力學研究。計算總有機碳。評價光催化劑的光催化活性。