[發明專利]三維二氧化鈦纖維層光催化凈水處理裝置

無效

• 申請號: 200710015511.0
• 申請日: 2007-05-09
• 公開（公告）號: CN101049992A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 包南;馬志會;孟凡琳;劉鑫;劉峰;魏振濤
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/72
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種光催化凈水處理裝置，尤其涉及一種三維二氧化鈦纖維層光催化凈水處理裝置。

背景技術

光催化氧化技術因其工藝簡單，操作條件容易控制，可快速有效降解污染物且無二次污染而在環境保護和化學化工等領域占據重要地位。用于光催化降解環境污染物的光催化劑多為n型半導體材料，其中二氧化鈦因其活性高、穩定性好、對人體無害而成為最受重視的一種光催化劑。目前，納米粉、薄膜和負載型等二氧化鈦的應用形式存在難以克服的缺陷。懸浮相納米粉催化劑分離回收困難，薄膜和負載光催化劑光量子利用率低，催化劑易脫落。而二氧化鈦纖維光催化劑為解決上述問題提供了全新的途徑。它將催化活性組分和基體融合成一體，在不降低催化活性的前提下，又使其易于回收再利用。綜合來看，降低了成本，減少了消耗?？傊趸伬w維作為光催化劑有諸多優點：活性高，強度高，韌性好，無毒、害，成本低，可實現三維編織且耐水流沖擊負荷高。但以二氧化鈦纖維為光催化劑的光催化工藝仍存在一些問題，如缺乏成型的二氧化鈦纖維光催化反應器裝置，對光的利用率低，反應速度慢等，制約了光催化這項實用性很強的技術規?；?、產業化的發展。由此可見，研制開發與二氧化鈦纖維配套的光催化凈水處理裝置勢在必行。

發明內容

本發明的目的就是為了解決目前缺乏成型的二氧化鈦纖維光催化反應器裝置，影響了光催化技術發展等問題，提供一種具有結構簡單，使用方便，以二氧化鈦纖維為光催化劑，以光導纖維為導光介質，通過光導纖維將太陽光導入該裝置，作為二氧化鈦纖維的激發源，使污水與催化劑在光源的激發下有效反應，達到去除污染物目的等優點的三維二氧化鈦纖維層光催化凈水處理裝置。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種三維二氧化鈦纖維層光催化凈水處理裝置，它包括有機玻璃外筒，其側面底部設有進水口，另一側上部設有出水口，所述有機玻璃外筒內安裝至少兩個相互套裝的異徑等高的鋁制網狀筒，在相鄰兩個鋁制網狀筒間的夾層由光導纖維束)和三維二氧化鈦纖維層復合組成，同時在有機玻璃外筒上端面設有聚光裝置。

所述夾層組成為，光導纖維束由螺旋部分和直線部分組成，其中螺旋的尾端將光導纖維沿直線引至有機玻璃外筒上端面，在螺旋部分的兩側各附上至少一層三維二氧化鈦纖維層。

所述三維二氧化鈦纖維層構成為它包括四層二氧化鈦纖維，在第一層二氧化鈦纖維的基礎上繼續附著第二層二氧化鈦纖維，其疏密度不同于第一層二氧化鈦纖維，且相互交叉；然后按第二層的方式，附著第三層二氧化鈦纖維，其與第二層二氧化鈦纖維又相互交叉，且疏密度不同；第四層纖維層按第一層二氧化鈦纖維方式布置，并與第三層二氧化鈦纖維又相互交叉，且疏密度不同，如此附著四次，形成相互交叉，疏密度不同，外密內疏的三維二氧化鈦纖維層。

所述聚光裝置為凸透鏡，它與光導纖維束的直線部分末端端面的距離為透鏡的焦距。

本發明將二氧化鈦纖維與光導纖維組合用于光催化污水處理裝置，包括有機玻璃外筒，聚光裝置，大小兩個鋁制的網狀筒，光導纖維束(包括螺旋部分和直線部分)，三維二氧化鈦纖維層。在光導纖維束螺旋部分形成的管內壁和外壁鋪滿二氧化鈦纖維，形成夾層。用直徑不同的兩個網狀鋁筒將上述夾層固定，再將上述固定好的夾套整體置于底端封閉的有機玻璃筒中，玻璃筒的上端面設有聚光裝置。出水口設在玻璃筒的一側，進水口設在有機玻璃筒側面的底部。

該裝置運行時，污水由進水口進入。通過聚光裝置和光導纖維束，將光導入裝置的內部，二氧化鈦纖維充分利用分光的能量，以此為激發源，進行光催化氧化反應，從而快速有效降解污染物，使污水得到凈化，最后由出水口排出。

本發明具有以下優點：

①通過聚光裝置和螺旋狀的光導纖維束，使太陽光進入裝置內部，從而提高了太陽光的利用率。

②光催化劑二氧化鈦纖維強度高，韌性好，在此裝置中被固定成型，進一步提高其耐水流沖擊負荷的能力。

③此二氧化鈦纖維光催化裝置能快速有效降解水中污染物，達到消毒，脫色，直至礦化的目的。

④該裝置結構簡單，操作、維護方便。

⑤光催化劑二氧化鈦纖維活性高，無毒、害，成本低，無二次污染。

附圖說明

附圖為實用新型的側面示意圖。

圖中，1、有機玻璃外筒，2、鋁制網狀筒，3、光導纖維束，4、三維二氧化鈦纖維層，5、聚光裝置，6、出水口，7、進水口。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。