[發明專利]一種光催化裝置及其閥控應用

有效

• 申請號: 201310737817.2
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103638889A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 廖元琨;鄒德滿
• 申請（專利權）人: 廖元琨
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

技術領域

本發明涉及光化學氧化法處理環境污染的裝置及應用。?

背景技術

隨著工業迅速發展，廢水的種類和數量迅猛增加，對水體的污染也日趨廣泛和嚴重，威脅人類的健康和安全。由于廢水的成分更復雜，有些還有毒性，廢水處理更困難也更重要。一些典型的高濃度有機廢水，如焦化廢水、制藥廢水、紡織/印染廢水、石油/化工廢水、垃圾滲濾液等，其主要生產工段的出水COD濃度一般均在3000～5000mg/L以上,有的工段出水甚至超過10000mg/L，即使是各工段的混合水，一般也均在3000mg/L以上。高濃度難降解廢水難處理的原因，本質上是由其特性決定的，除了在處理時的外部環境條件(如溫度、pH值等)沒有達到生物處理的最佳條件外，還有兩個重要的原因，一是由于化合物本身的化學組成和結構，在微生物群落中，沒有針對要處理的化合物的酶，使其具有抗降解性；二是在廢水中含有對微生物有毒或者能抑制微生物生長的物質(有機物或無機物)，從而使得有機物不能快速的降解。處理這類廢水，多還采用生物處理，且以好氧法或好氧法的改進型(如A/O工藝等)為主，有的也采用厭氧生物處理。從這些工藝在國內外的實際運用情況看，主要存在工藝流程長、外加物(如外加碳源物、調節pH藥劑等)量大且費用高等問題，從而導致整體上單位水量造價和單位水量成本均較高。而光催化氧化法處理可以最少添加化學品，節約成本。?

光化學氧化法是在化學氧化和光輻射共同作用，使氧化反應在速率和氧化能力上比單獨的化學氧化或光輻射有明顯提高，這種一種水或空氣的處理技術。光氧化法尤其是以紫外光為輻射源，同時水中投入包括芬頓試劑在內的一定氧化劑如過氧化氫，臭氧或一些催化劑，它對難降解而具有毒性的小分子有機物去除效果極佳，光氧化反應使水中產生許多活性極高的自由基，這些自由基很容易破壞有機物結構。屬于光化學氧化法包括光敏化氧化，光激發氧化，光催化氧化等。?

光催化氧化法是在使用光催化材料(光觸媒)的前提下，由于光觸媒材料經光線照射后，可能產生活性物質。目前公開的光觸媒的主要是二氧化鈦，以納米TiO₂或摻雜某些金屬或金屬氧化物更好，但已經在發展如鉍氧化物等可見光催劑的光催化材料。納米二氧化鈦在經紫外線輻射或光照后吸收能量，其價帶電子被激發到導帶，形成了電子和?空穴與吸附于其表面的O₂和H₂O作用，可以生成超氧化物陰離子自由基。這些自由基具有光觸化分解有害氣體、有機污染物和光催化抗菌的功能，可廣泛用于空氣凈化和水處理等領域。因此，光觸媒可用于抗菌、防污、易潔、空氣凈化、水質凈化等作用。但是TiO₂粉末顆粒細微，不便回收，應用手段上需要創新，同傳統水處理方法相比，目前的光催化氧化的固定成本和處理費用反而較高，設備復雜，推廣使用受限。?

CN201310053472公開了一種高效光催化水處理方法與裝置，包括罐體、石英管、回流接口、超強紫外燈管、三維蜂窩陶瓷網光化學反應室、污水布水器、污水接口、曝氣接口、曝氣組件、排污口、布藥組件、藥劑接口、粗效過濾網、高壓反沖裝置、高壓水接口、尾氣回收口及往復運動裝置。?

CN200410067601空氣凈化用光催化反應腔,包括反應腔外殼、光催化凈化網、氣體孔道、密封板和光源,由光催化凈化網組成氣體孔道,由多個氣體孔道緊密并聯組成蜂窩狀反應腔,通過密封板將每個氣體孔道的兩端中的一端間隔封閉,氣體孔道方向與氣體流動方向平行。?

CN200980135994公開了基于結構化的三維碳泡沫或碳材料泡沫的光催化劑。?

CN201310348060公開了Lu、N共摻雜TiO₂光催化蜂窩陶瓷網的制備方法，以蜂窩陶瓷網作為第一載體，在第一載體上負載比表面積為300～400m2／g、并摻雜了鑭、鈰和鐵元素的活性Al₂O₃涂層作為第二載體，其中Al₂O₃∶La∶Ce∶Fe具有一定的質量比。?

CN201110392237一種用于氮氧化物催化凈化光催化材料及制備方法，該催化材料以堇青石蜂窩陶瓷為載體，在載體表面均勻涂覆一層納米二氧化鈦/三氧化二鋁（TiO₂/Al₂O₃）活性涂層，負載稀土氧化物制備而成。?