[發(fā)明專利]一種自發(fā)光型人工水草光催化凈化箱

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810297904.3
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108529715B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 饒磊;王沛芳;王超;王愉雄
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F101/30
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種自發(fā)光型人工水草光催化凈化箱，包括透水箱體、若干個納米晶TiO₂攜帶載體、供電裝置和若干個紫外燈機(jī)構(gòu)，透水箱體為透水結(jié)構(gòu)，若干個納米晶TiO₂攜帶載體固定設(shè)置在透水箱體上，納米晶TiO₂攜帶載體中均固定設(shè)置至少一個紫外燈機(jī)構(gòu)，供電裝置電連接紫外燈機(jī)構(gòu)。本裝置采用人工水草作為光催化材料的載體，將具有光催化功能的納米晶TiO₂分布在大量絲狀葉片表面，極大的提高了光催化載體的比表面積，從而提升了本裝置的光催化凈化效率；側(cè)光光纖設(shè)置于人工水草的中部，植物光可近距離、高強(qiáng)度的照射于人工水草表面的二氧化鈦膜上，光源利用率高，輻照強(qiáng)度大，可大幅度提升光催化反應(yīng)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自發(fā)光型人工水草光催化凈化箱，屬于水凈化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，隨著我國工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，人類活動所產(chǎn)生的一系列污染物對水體產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染。目前，污染源主要包括有工業(yè)污染源、生活污染源和農(nóng)業(yè)污染源。大量的污水通過各級河渠系統(tǒng)進(jìn)入到江河湖海等水體，在較長時期內(nèi)污染物濃度已經(jīng)超過了這些水體的自凈范圍，從而導(dǎo)致水體水質(zhì)的嚴(yán)重惡化。因此對各級河渠系統(tǒng)進(jìn)行污染物的截留凈化是目前處理污染水體的一項有效且重要的舉措。由于水體中的污染物種類存在復(fù)雜多樣性,存在很多難降解或較大生物毒性的物質(zhì)，如果不能有效的將此類有機(jī)污染物從水體中去除，將會嚴(yán)重威脅到人民的生命安全及周邊生物的正常生存。因此這些污染物的處理一直是水環(huán)境工作者的努力重點(diǎn)。由于此類污染物難以被動植物吸收降解，也很難用傳統(tǒng)的氧化方法去除，因此開發(fā)新型水體污染高效截留去除方法及裝置來處理此類難降解污染物對目前生態(tài)保護(hù)及社會可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。

近年來半導(dǎo)體光催化劑技術(shù)日益成為環(huán)境凈化的研究熱點(diǎn)，光催化材料在一定的光照條件下可以將各類有機(jī)污染物進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化和礦化，被認(rèn)為是解決環(huán)境污染問題的一條有效途徑。納米晶體TiO₂作為目前研究比較透徹的半導(dǎo)體光催化劑，它具適中的能帶電位、較高化學(xué)穩(wěn)定性和光電轉(zhuǎn)換效率、低成本和無毒無害等優(yōu)點(diǎn)。在紫外光的照射下，TiO₂可以將難以降解的一些有機(jī)物礦化成C₂和H2O。目前納米TiO₂主要的利用形式主要有納米粉體催化劑法和表面負(fù)載法，其中納米粉體催化劑法在實施過程中對納米TiO₂粉末的回收、分離及重復(fù)利用非常困難，而負(fù)載法是將TiO₂納米粉末固定于某一載體上來制備負(fù)載型TiO₂光催化材料，這種材料在水處理中液固分離較為容易，重復(fù)使用較為方便，可以用于表面負(fù)載的載體種類也較多。

載體表面的光照強(qiáng)度及光譜類型是影響光催化效率的重要因素。納米TiO₂負(fù)載層在紫外光下能表現(xiàn)出良好的光催化性能，而在可見光下的光催化效果甚微。眾所周知，自然光源中的紫外含量較少，尤其在水體中的自然光輻照強(qiáng)度遠(yuǎn)低于水面上，這極大的限制了光催化材料在水體中的催化降解能力，因此光源問題是在水體中實施光催化降解技術(shù)的主要應(yīng)用瓶頸。因此，有效提高光催化凈化裝置的光源輻照效率及載體的比表面積，對解決目前水環(huán)境中難降解污染物，以及對我國的水污染治理具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種自發(fā)光型人工水草光催化凈化箱，旨在克服光催化水質(zhì)凈化裝置中凈化載體輻照強(qiáng)度低、光照反應(yīng)面積小、水體中污染物在載體材料中對流擴(kuò)散困難等問題，從而進(jìn)一步擴(kuò)大光催化的應(yīng)用范圍，提高其水質(zhì)凈化能力。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種自發(fā)光型人工水草光催化凈化箱，包括透水箱體、若干個納米晶TiO₂攜帶載體、供電裝置和若干個紫外燈機(jī)構(gòu)，所述透水箱體為透水結(jié)構(gòu)，若干個所述納米晶TiO₂攜帶載體固定設(shè)置在透水箱體上，所述納米晶TiO₂攜帶載體中均固定設(shè)置至少一個所述紫外燈機(jī)構(gòu)，所述供電裝置電連接紫外燈機(jī)構(gòu)。