[發明專利]一種可見光驅動光催化材料水處理性能的評價裝置及評價方法

在審

• 申請號: 201710301800.0
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN106990202A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 呂汪洋;王希祎;陳文興;王剛強;陳納新;邵偉
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學;浙江和諧光催化科技有限公司
• 主分類號: G01N31/10
• 分類號: G01N31/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所11569
• 代理人: 王加貴

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，特別涉及一種可見光驅動光催化材料水處理性能的評價裝置及評價方法。

背景技術

可見光催化是指以半導體材料作為催化劑，在可見光照射下，誘導發生化學反應的過程，其優點在于能夠直接利用太陽光，節約能源。近年來，相關利用可見光在催化上的研究一直受到世界各國科學人員的關注，因為可見光在太陽光總能量中的占比是最大的。為了能更好地利用太陽能，很多科研人員致力于研制具有可見光響應的光催化材料，如石墨相氮化碳等。具有可見光響應的光催化材料走向產業化是一種必然趨勢，也必定對解決目前的環境問題和能源危機產生深遠意義。

雖然可見光響應的光催化材料的研究已取得很大進展，相關的各類污染物的可見光催化研究也已比較成熟，然而大多的研究卻只是通過實驗室器皿臨時搭建相應的評測裝置進行實驗研究。這樣就造成了兩個問題：一是不同實驗室搭建的評測裝置不同，不方便不同光催化材料之間的光催化性能比較；二是傳統的評測方法評測效率較低，通常只適用于小范圍的實驗室評測，不能用以實際光催化能力的評估。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可見光驅動光催化材料水處理性能的評價裝置及評價方法。本發明提供的評價可見光驅動光催化材料水處理性能的裝置使用簡單方便、評測效率高，且能夠用于不同光催化材料之間的光催化性能的比較。

本發明提供了一種可見光驅動光催化材料水處理性能的評價裝置，包括水槽、垂直設置于所述水槽上方的樣品固定架、依次平行設置于所述樣品固定架兩側的兩個濾光片放置架和兩個光源、以及水循環系統；所述兩個濾光片放置架上放置有紫外濾光片；

所述水循環系統包括入水管、水泵和兩個滴水管；所述入水管的兩端分別與水槽底部和水泵的入水口連通；所述兩個滴水管的一端與水泵的出水口連通，另一端封堵；所述兩個滴水管平行設置于所述樣品固定架正上方的兩側，且所述兩個滴水管與樣品固定架相對的側壁上設置有排水孔。

優選的，所述樣品固定架包括底部的限位槽，頂部的樣品測試板插入口以及兩側的支撐桿。

優選的，所述兩個濾光片放置架與樣品固定架所在平面的距離獨立地為3～10cm。

優選的，所述兩個光源與樣品固定架所在平面的距離獨立地為5～30cm。

優選的，所述光源包括平行設置的燈管。

優選的，所述滴水管通過輸水管與水泵的出水口連通，所述輸水管上設有流量調節閥。

優選的，所述排水孔與樣品固定架頂部的水平距離為1～5cm，垂直距離為0～5cm。

優選的，所述排水孔的孔徑為1～10mm。

優選的，所述排水孔的分布密度為20～500個/m。

本發明還提供了一種可見光驅動下光催化材料水處理性能的評價方法，使用上述技術方案所述的評價裝置，包括以下步驟：

(1)將光催化材料置于樣品固定架上，在水槽內放置待處理污水；

(2)開啟水泵使待處理污水沿入水管流至兩個滴水管，經排水孔流出，再沿待測光催化材料表面兩側流入水槽，實現待處理污水的循環流動；

(3)打開兩側光源，使光分別經紫外濾光片照在光催化材料兩側表面進行光催化反應，測定光催化反應前后待處理污水中污染物濃度。

本發明相對于現有技術取得了以下技術效果：

本發明提供的可見光驅動光催化材料水處理性能的評價裝置包括水槽、垂直設置于所述水槽上方的樣品固定架、依次平行設置于所述樣品固定架兩側的兩個濾光片放置架和兩個光源、以及水循環系統；所述兩個濾光片放置架上放置有紫外濾光片；所述水循環系統包括入水管、水泵和兩個滴水管；所述入水管的兩端分別與水槽底部和水泵的入水口連通；所述兩個滴水管的一端與水泵的出水口連通，另一端封堵；所述兩個滴水管平行設置于所述樣品固定架正上方的兩側，且所述兩個滴水管與樣品固定架相對的側壁上設置有排水孔。本發明采用水槽盛放待處理污水；采用樣品固定架放置待測光催化材料；采用水泵使待處理污水從水槽沿入水管分別流至兩個滴水管，再分別經排水孔流出沿待測光催化材料表面兩側流入水槽；使兩側光源分別透過紫外濾光片照在光催化材料兩面，實現可見光驅動下光催化材料水處理性能的評價。本發明提供的可見光驅動下光催化材料水處理性能的評價裝置使用簡單方便，無需根據不同光催化樣品進行組裝，評測效率高，且能夠用于不同光催化材料之間的光催化性能的比較。

附圖說明