[發明專利]一種用于再生水及雨水消毒的光催化消毒反應器及光催化材料及制備方法、應用和應用方法

無效

• 申請號: 201410407956.3
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104150561A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 趙金輝;陸毅;徐斌;許志煥;劉瑞菊
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;B01J21/18
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

1.一種用于再生水及雨水消毒的UV/TiO₂光催化消毒反應器，包括消毒器殼體，消毒反應區，其特征在于：所述的消毒器殼體上設有進水管(1)和出水管(5)；所述的消毒器殼體包括石英套管(6)和不銹鋼外套筒(8)；所述的石英套管(6)位于不銹鋼外套筒(8)中；所述的消毒反應區是由石英套管(6)和不銹鋼外套筒(8)之間所形成的環形空間；所述的石英套管(6)和不銹鋼外套筒(8)的間距為60-120mm；所述的消毒反應區每隔120mm布置豎隔板，豎隔板內固定有活性炭纖維(ACF)負載納米TiO₂光催化材料(3)；所述的石英套管(6)兩端設有開口，一端設有抽吸風扇(7)；所述的石英套管(6)內設有紫外燈(4)。

2.根據權利要求1所述的一種用于再生水及雨水消毒的UV/TiO₂光催化消毒反應器，其特征在于：所述的紫外燈(4)采用主波長253.7nm殺菌燈，功率在18-40w之間，消毒區內平均UV光強為0.25-0.53mw/cm²；消毒器殼體長度大于紫外燈(4)長度，長度為1200mm，兩側留50mm接口。

3.根據權利要求1所述的一種用于再生水及雨水消毒的UV/TiO₂光催化消毒反應器，其特征在于：所述的不銹鋼外套筒(8)為不銹鋼材質，直徑200～300mm。

4.根據權利要求1所述的一種用于再生水及雨水消毒的UV/TiO₂光催化消毒反應器，其特征在于：所述的不銹鋼外套筒(8)與石英套管(6)之間在出水管(5)一側用玻璃膠粘接，并通過外卡箍固定和密封；在進水管(1)一側加密封圈后通過法蘭連接。

5.一種光催化材料制備方法，其步驟為：

A準備C_l6H₃₆O₄Ti、C₆H_l5NO₃、C₂H₅OH、H₂O，原料的摩爾配比為C_l6H₃₆O₄Ti：C₆H_l5NO₃：C₂H₅OH：H₂O＝1:0.86:26.6:1.5；

B將圓環形活性炭纖維氈浸入所述的溶膠中浸泡10min；將所述的圓環形活性炭纖維氈緩慢從溶膠中緩慢提拉出后，再將其放入溫度為105℃的恒溫干燥箱干燥2h；

C將步驟B中得到的圓環形活性炭纖維氈重復步驟B一次；

D將步驟C中得到的圓環形活性炭纖維氈置于馬弗爐中，在氮氣保護下升溫至550℃保持2h后，自然冷卻后取出；得到ACF負載UV/TiO₂光催化材料；其中升溫速率為50℃/min，氮氣流量為25mL/min。

6.根據權利要求1所述的一種光催化材料制備方法，其特征在于：所述的步驟(A)中溶膠制備具體步驟為：取678mL無水乙醇置于1000mL燒杯，緩慢攪拌下往無水乙醇中加入170mL鈦酸四丁酯，再加入30mL三乙醇胺，制成前驅體；另取100mL無水乙醇，加入10mL水及6mL的濃鹽酸，將該溶液在強烈攪拌下緩慢加入上述前驅體中，加完繼續攪拌30min，得到淡黃色TiO₂溶膠。

7.權利要求5中一種光催化材料制備方法制備的ACF負載UV/TiO₂光催化材料。

8.ACF負載UV/TiO₂光催化材料在再生水及雨水消毒中的應用。

9.權利要求7的ACF負載UV/TiO₂光催化材料在再生水及雨水消毒中的應用方法，其特征在于，在波長為253.7nm的紫外線下使用。