[實用新型]一種微波輔助光催化降解反應(yīng)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220012230.6
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN202400877U
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李莉;于海霞;汪建新
• 申請（專利權(quán)）人: 齊齊哈爾大學
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/78;C02F1/74;C02F1/32;C02F1/72
• 代理公司: 齊齊哈爾鶴城專利事務(wù)所 23207
• 代理人: 劉麗

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種化學反應(yīng)裝置，尤其涉及一種微波輔助光催化降解反應(yīng)裝置，屬于化學工程實驗儀器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

紫外光催化氧化水處理技術(shù)是一種高效無選擇性的有機物礦化處理技術(shù)，但在實際應(yīng)用中仍然存在反應(yīng)速率慢、量子效率低等導(dǎo)致能源消耗大、工作效率低等問題。近年來，隨著微波技術(shù)的不斷成熟和微波化學學科的發(fā)展，將微波技術(shù)引入到光催化反應(yīng)體系中，以期在微波輻射作用下進一步提高催化材料對有機污染物的光催化降解效果。微波是一種電磁波，有物理、化學、生物學效應(yīng)，可用于各種目的，如微波加熱；微波誘導(dǎo)催化反應(yīng)。其應(yīng)用有以下優(yōu)點：加熱均勻；加熱速度快，一般只需通常加熱的十分之一時間，可產(chǎn)生所需的物理和化學作用；能源不熱，可使設(shè)備冷態(tài)工作；微波加熱促進化學反應(yīng)；反應(yīng)靈敏、便于控制；可抑制輻射，容易屏蔽，有利于勞動保護等。如何將微波技術(shù)應(yīng)用到光催化反應(yīng)體系中是當前研究的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種微波輔助光催化降解反應(yīng)裝置，是將微波技術(shù)引入到光催化反應(yīng)體系中，在微波反應(yīng)器內(nèi)通過可調(diào)功率微波激發(fā)微波無極燈發(fā)光，對工業(yè)廢水中的有機污染物進行光催化降解，可大大提高工作效率，降低能源消耗。

本實用新型的技術(shù)方案是：一種微波輔助光催化降解反應(yīng)裝置，它是由微波反應(yīng)器機身、反應(yīng)液容器、容器蓋、微波無極燈、固定架、空氣泵、蠕動泵、螺旋冷凝裝置、反應(yīng)液出管、反應(yīng)液回管、通氣管組成。裝有反應(yīng)液的反應(yīng)液容器置于微波反應(yīng)器機身內(nèi)，微波無極燈通過固定架置于反應(yīng)液容器內(nèi)，空氣泵出口通過通氣管穿過微波反應(yīng)器機身、穿過容器蓋深入到反應(yīng)液容器下部，反應(yīng)液出管、反應(yīng)液回管穿過微波反應(yīng)器機身、穿過容器蓋置于反應(yīng)液容器內(nèi)，其外管路串接有蠕動泵、螺旋冷凝裝置。所述的微波反應(yīng)器機身的面板上設(shè)有時間顯示器、時間調(diào)節(jié)器、功率示數(shù)板、功率調(diào)節(jié)鈕、爐門開關(guān)。

本實用新型的有益效果是：提供了一種微波輔助光催化降解反應(yīng)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟適用。通過該裝置可在實驗室內(nèi)對各種環(huán)境下的有機污染物光催化降解效果進行處理參數(shù)選擇和處理效果對比試驗，從而得出科學數(shù)據(jù)，推動微波輔助光催化降解技術(shù)在工業(yè)廢水、廢液處理實際工程中應(yīng)用。將為工業(yè)廢水等環(huán)境污染的治理開拓新時代。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步說明。

圖1是本實用新型一種微波輔助光催化降解反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標號

1、微波反應(yīng)器機身???2、反應(yīng)液容器?????3、容器蓋????4、微波無極燈

5、固定架???6、反應(yīng)液??7、空氣泵???8、蠕動泵????9、螺旋冷凝裝置?

10、反應(yīng)液出管??11、反應(yīng)液回管??12、時間顯示器??13、時間調(diào)節(jié)器

14、功率示數(shù)板??15、功率調(diào)節(jié)鈕??16、爐門開關(guān)????17、通氣管。

具體實施方式

請參閱圖1，一種微波輔助光催化降解反應(yīng)裝置，它是由微波反應(yīng)器機身、反應(yīng)液容器、容器蓋、微波無極燈、固定架、空氣泵、蠕動泵、螺旋冷凝裝置、反應(yīng)液出管、反應(yīng)液回管、通氣管組成。裝有反應(yīng)液6的反應(yīng)液容器2置于微波反應(yīng)器機身1內(nèi)，微波無極燈4通過固定架5置于反應(yīng)液容器2內(nèi)，空氣泵7出口通過通氣管17穿過微波反應(yīng)器機身1、穿過容器蓋3深入到反應(yīng)液容器2下部，反應(yīng)液出管10、反應(yīng)液回管11穿過微波反應(yīng)器機身1、穿過容器蓋3置于反應(yīng)液容器2內(nèi)，其外管路串接有蠕動泵8、螺旋冷凝裝置9。所述的微波反應(yīng)器機身1的面板上設(shè)有時間顯示器12、時間調(diào)節(jié)器13、功率示數(shù)板14、功率調(diào)節(jié)鈕15、爐門開關(guān)16。

工作過程及工作原理：工業(yè)廢液即反應(yīng)液6裝入反應(yīng)液容器2后，連接通氣管17和空氣泵7、連接反應(yīng)液出管10、反應(yīng)液回管11及蠕動泵8、螺旋冷凝裝置9并連接好螺旋冷凝裝置9的冷卻循環(huán)水。即可開動設(shè)備進行處理參數(shù)試驗，空氣泵7的氣體吹動反應(yīng)液6翻動，可加速催化劑對反應(yīng)液6的催化作用，蠕動泵8和螺旋冷凝裝置9是將反應(yīng)液6在反應(yīng)液容器2內(nèi)反應(yīng)過程中升高的溫度迅速降下來。通過輸入的參數(shù)和得到的處理效果可確定最佳實施工藝方案。將微波和微波無極燈引入到了光催化反應(yīng)中可以提高光催化活性，微波無極燈具有較高光催化活性原因主要包括以下2點：①微波無極燈由于能夠直接浸入溶液中，同普通紫外燈相比，光程短且光能夠被盡可能多的利用。②在紫外光的照射下，氧可轉(zhuǎn)化成臭氧，當采用微波無極燈時，這些臭氧能夠溶解到水中促進污染物的降解，而當采用普通紫外燈時，這部分臭氧大多數(shù)未經(jīng)利用就被排出反應(yīng)器。另外，在微波輻射作用下，催化劑的光吸收被進一步增強，光催化體系中載流子的復(fù)合在一定程度上被抑制。同時，微波輻射使表面羥基的振動能級處于激發(fā)態(tài)的數(shù)目增多，使表面羥基活化，有利于產(chǎn)生更多的羥基自由基，而OH·是光催化反應(yīng)體系中的主要活性氧化物種，能夠?qū)⒂袡C污染物完全礦化為CO₂和H₂O。因而，將微波技術(shù)應(yīng)用到光催化研究領(lǐng)域中，利用微波的作用特點，可以更好促進光催化的研究，更大的發(fā)揮光催化劑的催化效果，為光催化氧化技術(shù)在實際廢水處理中的應(yīng)用帶來新的曙光。