[發明專利]節能式光催化水處理試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 202110506862.1
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113044913A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 劉海成;凌越;周欣儀;花瑞琪;季杰
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/72;C02F1/32
• 代理公司: 重慶謝成律師事務所 50224
• 代理人: 謝殿武

1.一種節能式光催化水處理試驗裝置，其特征在于：包括聚光鏡面、分光棱鏡、光伏板、紫光燈、催化劑及水池，所述催化劑浮于水池水面，所述聚光鏡面用于為分光棱鏡聚光，所述分光棱鏡接受來自聚光鏡面的聚光并將該聚光分成分光I及分光II，分光I直接照射于水池中的催化劑進行光催化反應，分光II照射于所述光伏板上轉換為電能進行儲存，所述紫光燈由光伏板供電用于產生照射水池中的催化劑的紫光。

2.根據權利要求1所述的節能式光催化水處理試驗裝置，其特征在于：所述聚光鏡面為凹面鏡，且所述凹面鏡的橫截面為拋物線。

3.根據權利要求2所述的節能式光催化水處理試驗裝置，其特征在于：所述聚光鏡面不少于一個。

4.根據權利要求3所述的節能式光催化水處理試驗裝置，其特征在于：所述聚光鏡面為兩個，且通過支架安裝設置于所述水池的兩個相對側。

5.根據權利要求4所述的節能式光催化水處理試驗裝置，其特征在于：所述分光棱鏡能根據入射光的入射角度調整角度及位置以保證分光I及分光II的靶向照射。

6.一種采用權利要求1-5任一所述的節能式光催化水處理試驗裝置的試驗方法，其特征在于：包括試驗步驟：

a.取樣，提取水初始樣本測量水體透明度L、溶解氧Q、氧化還原電位值Eh、水體氨氮含量A，并記錄初始數據；

b.制備催化劑：先將TiO2粉體加水配成懸浮液，放在立式介質攪拌磨中研磨，加入提純后的粉狀載體物，同時加入分散劑，再研磨，最后過濾干燥，得到復合材料即為催化劑；

c.確定定量進行變量試驗研究：

c1.固定光催化反應時間不變、光照條件不變(均采用紫光燈照射)，調節催化劑中TiO2和粉狀載體物的配比，根據不同催化劑成分配比的試驗批次依次記錄光催化反應之后的水體透明度L₁、L₂、L₃···，溶解氧Q₁、Q₂、Q₃···，氧化還原電位值Eh₁、Eh₂、Eh₃···，水體氨氮含量A₁、A₂、A₃···，記錄數據并對比分析，找出能使光催化反應效率最高的催化劑成分配比；

c2.固定催化劑成分配比不變、光催化反應時間不變，測量白天不同時段太陽光照條件下光催化反應之后的水體透明度L₁、L₂、L₃···，溶解氧Q₁、Q₂、Q₃···，氧化還原電位值Eh₁、Eh₂、Eh₃···，水體氨氮含量A₁、A₂、A₃···，記錄數據并對比分析，找出能使光催化反應效率最高的時段，為后續試驗提供數據支持；

c3.固定催化劑成分配比不變、光催化反應時間不變，改變光照條件(太陽光、紫光燈)，記錄不同光照條件下光催化反應之后的水體透明度L₁、L₂，溶解氧Q₁、Q₂·，氧化還原電位值Eh₁、Eh₂，水體氨氮含量A₁、A₂，記錄數據并對比分析，找出能使光催化反應效率更高的光照條件。

7.根據權利要求6所述的節能式光催化水處理試驗裝置的試驗方法，其特征在于：在步驟c中，光照條件為紫光燈時為了保證紫光燈的光照不受外接影響，將整個節能式光催化水處理試驗裝置置于避光罩內。

8.根據權利要求7所述的節能式光催化水處理試驗裝置的試驗方法，其特征在于：所述避光罩可為遮光罩或遮光盒。