[發(fā)明專(zhuān)利]雙波紫外-光催化處理方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410629598.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104478034A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曼霞;朱益民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/32
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/32;A61L9/20
• 代理公司: 大連東方專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 高永德;李洪福

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對(duì)空氣中的細(xì)菌和水中藻類(lèi)、孢囊和細(xì)菌的處理方法，具體地說(shuō)為一種雙波紫外-光催化處理方法。

背景技術(shù)

目前研究的UV光催化技術(shù)主要是以長(zhǎng)波紫外或短波紫外作為光源，與光催化劑結(jié)合使用。光催化方法是利用催化材料對(duì)UV響應(yīng)，激發(fā)電子產(chǎn)生強(qiáng)還原性的高活性電子和強(qiáng)氧化性的空穴，并與吸附在催化劑表面的H₂O、OH^-、O₂反應(yīng)生成強(qiáng)氧化性的OH·、·O₂^-及·OOH，從而滅活生物有機(jī)體。

長(zhǎng)波紫外-光催化法，利用光催化劑TiO₂的吸收波長(zhǎng)是387nm，長(zhǎng)波紫外線波長(zhǎng)(315-400nm)正好覆蓋于此波長(zhǎng)范圍，能為催化劑提供更充足的能量以克服禁帶寬度激發(fā)電子，且長(zhǎng)波UV透射能力更強(qiáng)，不易受到水中生物和懸浮物密度的影響。

短波紫外-光催化法，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)短(250-270nm附近)、UV光子能量更高，輻射強(qiáng)度更高，可以破壞生物細(xì)胞內(nèi)DNA，能用于生物滅活，當(dāng)與光催化劑聯(lián)用時(shí)，利用光生電子和空穴的強(qiáng)氧化性和還原性，增強(qiáng)紫外線輻射的生物滅活能力。

長(zhǎng)波紫外-光催化法中，長(zhǎng)波紫外線自身不具備破壞細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)、滅活生物的能力，在生物滅活技術(shù)中應(yīng)用較少，但當(dāng)與光催化劑聯(lián)用時(shí)可利用光化學(xué)氧化反應(yīng)滅活生物與微生物。相對(duì)于短波紫外線，長(zhǎng)波紫外線透射能力較強(qiáng)，不容易受到水中懸浮物質(zhì)干擾，所以在懸浮物密度較高或水生生物密度較大的實(shí)際水環(huán)境中，與之相反，短波紫外-光催化在實(shí)際應(yīng)用中往往會(huì)因?yàn)樗须s質(zhì)等干擾而失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)以上提出的短波紫外光催化法在實(shí)際應(yīng)用中容易受到水中雜質(zhì)等干擾的問(wèn)題，研究設(shè)計(jì)一種雙波紫外-光催化處理方法。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種雙波紫外-光催化處理方法，采用短波紫外線和長(zhǎng)波紫外線組合照射并結(jié)合光催化劑處理，短波紫外線和長(zhǎng)波紫外線的組合功率比例為0.5:1-4:1。

進(jìn)一步地，所述短波紫外線的波長(zhǎng)為250-270nm，所述長(zhǎng)波紫外線的波長(zhǎng)為290-340nm。

進(jìn)一步地，所述光催化劑為紫外線激發(fā)的二氧化鈦催化劑。

進(jìn)一步地，所述二氧化鈦催化劑為納米二氧化鈦、銳鈦礦二氧化鈦、金紅石二氧化鈦和摻金屬二氧化鈦中的一種或多種組合。

進(jìn)一步地，所述光催化劑的布設(shè)方式為將顆粒狀催化劑散投于被處理介質(zhì)中或涂敷在光催化劑復(fù)合板上。

進(jìn)一步地，運(yùn)行前為獲得穩(wěn)定而高強(qiáng)度的紫外照射，將紫外燈預(yù)熱30min-1hr，運(yùn)行后為充分利用紫外輻射中次生出的O₃的滅菌能力，可停留30min取樣。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明所述的一種雙波紫外-光催化處理方法透射能力強(qiáng)、光催化效果好，具有良好的生物滅活效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一中未處理等鞭金藻孢囊SEM圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中長(zhǎng)波紫外-光催化處理后的等鞭金藻孢囊SEM圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例一中短波紫外-光催化處理后的等鞭金藻孢囊SEM圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例一中雙波紫外-光催化處理后的等鞭金藻孢囊SEM圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

對(duì)赤潮藻孢囊的處理實(shí)驗(yàn)。赤潮藻孢囊擁有堅(jiān)固的外壁膜，能夠抵抗自然和酸處理腐蝕，而且在低溶解氧、低溫環(huán)境下也可以存活，所以普通的物理、化學(xué)處理方法都對(duì)其很難奏效。且處理后休眠狀態(tài)的孢囊容易復(fù)活，并仍具有繁殖能力。

本實(shí)施例使用輸出功率比例為1:1的單盞短波紫外燈與單盞長(zhǎng)波紫外燈聯(lián)合，其中UVA輻射劑量控制在10⁵μW/cm²·s，UVC的輻射劑量控制在10⁶μW/cm²·s，并在處理介質(zhì)中按一定比例(<0.5％)懸浮投放二氧化鈦催化劑。選用等鞭金藻孢囊作為代表性赤潮藻孢囊，使用高密度的藻溶液(100×10⁴/mL-250×10⁴/mL)作為處理對(duì)象。