[發(fā)明專利]斜置雙極液膜光催化處理有機廢水的方法

無效

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• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102502941A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 徐云蘭;鐘登杰;全學軍;李軍
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/30;C02F1/32
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術領域

本發(fā)明涉及一種環(huán)境催化技術領域處理有機廢水的方法，尤其涉及一種斜置雙極流動液膜光催化處理有機廢水的方法。

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背景技術

TiO₂是一種高效、穩(wěn)定、無毒、無選擇性和易得的半導體光催化劑。TiO₂光催化技術因其反應條件溫和，且不產(chǎn)生二次污染，幾乎能夠使空氣和水中的污染物完全礦化，已成為一種備受關注的有機物污染處理方法。

目前，TiO₂光催化技術存在以下問題：1.?TiO₂難與廢水分離；2.?激發(fā)光穿透深度有限，利用率低；3.光生電子和空穴易復合的問題。為解決這些問題，TiO₂被固定在各種載體上，作為陽極，通過外加陽極偏壓提高光生電子和空穴的分離效率，此即光電催化。但該技術使用外加偏壓，不但增加了能耗，而且增加了裝置設備費用。此外，為解決激發(fā)光利用率低的問題，雖有采用液膜反應減少廢水中有機物對激發(fā)光的吸收而造成的光損失，但一般都采用光陽極液膜的形式，不重視光生電子轉移至陰極后的應用，偏重于光生空穴直接氧化作用的應用。

經(jīng)對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，Taicheng?An?等在《Applied?Catalysis?A》(應用催化A)?2005年279期247-256頁發(fā)表的《Photoelectrocatalytic?degradation?of?oxalic?acid?in?aqueous?phase?with?a?novel?three-dimensional?electrode-hollow?quartz?tube?photoelectrocatalytic?reactor》《新型三維電極—中空石英管光電催化反應器光電催化降解草酸溶液》一文中，采用三維電極—Ti負載TiO₂顆粒增加電極面積，強化降解效率；采用陽極偏壓轉移光生電子至陰極，提高光生電子和空穴的分離效率。其不足之處在于：一是激發(fā)光進入石英管的部分有限，致使照射Ti負載TiO₂催化劑的激發(fā)光強度有限，催化效率較低；二是利用外加偏壓轉移光生電子，增加了能耗；三是沒有強化傳質的設備，傳質效果差；四是激發(fā)光源的功率較大，反應裝置發(fā)熱明顯，增加了運行能耗。

在中國專利(雙電極光電池液膜反應器光催化處理有機廢水的方法，申請?zhí)?00810200039.2)中，將TiO₂薄膜陽極和陰極均制作成轉盤電極，利用電極的轉動在TiO₂薄膜電極表面形成了幾十微米的液膜，同時強化了激發(fā)光的利用率和傳質效率。但在該裝置中電極是運動的，不便在景觀水體、屋頂?shù)热菀捉邮仗柟獾膱龊鲜褂谩?/p>

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發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種靜態(tài)電極的斜置雙極液膜光催化處理有機廢水的方法，在減少激發(fā)光在有機溶液中傳輸時的損失和利用廢水的循環(huán)流動加強傳質的同時，利用金屬與N-半導體TiO₂接觸形成的肖特基勢壘而不是外加偏壓（降低了能耗及設備費用）將光生電子轉移到陰極，使光生電子在陰極表面直接還原有機物，或與陰極液膜中飽和溶解氧反應生成H₂O₂，進而參與有機污染物的氧化而將光生電子加以利用，和陽極的直接氧化一起，實現(xiàn)雙極雙效的光催化降解處理效果。同時提高了激發(fā)光的利用率、傳質效率和光催化效率，而且不需外加偏壓，降低了能耗和簡化了裝置。