纳米二氧化钛光催化降解有机污染物的装置的制作方法

本实用新型属于催化反应技术领域，尤其涉及纳米二氧化钛光催化降解有机污染物的装置。

背景技术：

纳米二氧化钛是白色疏松粉末，屏蔽紫外线作用强，有良好的分散性和耐候性。可用于化妆品、功能纤维、塑料、涂料、油漆等领域，作为紫外线屏蔽剂，防止紫外线的侵害。也可用于高档汽车面漆，具有随角异色效应。纳米二氧化钛主要有两种结晶形态：锐钛型(Anatase)和金红石型(Rut i l e)。金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定而致密，有较高的硬度、密度、介电常数及折射率，其遮盖力和着色力也较高。而锐钛型二氧化钛在可见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛高，带蓝色色调，并且对紫外线的吸收能力比金红石型低，光催化活性比金红石型高。在一定条件下，锐钛型二氧化钛可转化为金红石型二氧化钛。纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质，在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。纳米TiO2还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性，且完全可以与食品接触，所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中、锂电池中。

纳米二氧化钛功能众多。例如，具有杀菌功能。在光线中紫外线的作用下长久杀菌。实验证明，以0.1mg/cm³浓度的锐钛型纳米TiO₂可彻底地杀死恶性海拉细胞，而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多，Ti O₂光催化杀死癌细胞的效率也提高。对枯草杆菌黑色变种芽孢、绿脓杆菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉的杀灭率均达到98％以上；用T iO2光催化氧化深度处理自来水，可大大减少水中的细菌数，饮用后无致突变作用，达到安全饮用水的标准；在涂料中添加纳米TiO₂可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料，应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所，可净化空气、防止感染、除臭除味。能够有效杀灭等等有害细菌。具有防紫外线功能。纳米TiO₂既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，还能透过可见光，是性能优越、极有发展前途的物理屏蔽型的紫外线防护剂。纳米二氧化钛的抗紫外线机理：按照波长的不同，紫外线分为短波区190～280nm、中波区280～320nm、长波区320～400nm。短波区紫外线能量最高，但在经过离臭氧层时被阻挡，因此，对人体伤害的一般是中波区和长波区紫外线。纳米二氧化钛的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关：当粒径较大时，对紫外线的阻隔是以反射、散射为主，且对中波区和长波区紫外线均有效。防晒机理是简单的遮盖，属一般的物理防晒，防晒能力较弱；随着粒径的减小，光线能透过纳米二氧化钛的粒子面，对长波区紫外线的反射、散射性不明显，而对中波区紫外线的吸收性明显增强。其防晒机理是吸收紫外线，主要吸收中波区紫外线。由此可见，纳米二氧化钛对不同波长紫外线的防晒机理不一样，对长波区紫外线的阻隔以散射为主，对中波区紫外线的阻隔以吸收为主。纳米二氧化钛在不同波长区均表现出优异的吸收性能，与其他有机防晒剂相比，纳米二氧化钛具有无毒、性能稳定、效果好等特点。日本资生堂应用10-100nm的纳米二氧化钛作为防晒成分添加于口红、面霜中，其防晒因子可大SPF11-19。纳米二氧化钛由于粒径小，活性大，既能反射、散射紫外线，又能吸收紫外线，从而对紫外线有更强的阻隔能力。与同样剂量的一些有机紫外线防护剂相比，VK-T02纳米二氧化钛在紫外区的吸收峰更高，更可贵的是它还是广谱屏蔽剂，不象有机紫外线防护剂那样只单一对UVA或UVB有吸收。它还能透过可见光，加入到化妆品使用时皮肤白度自然，不象颜料级T iO₂，不能透过可见光，造成使用者脸上出现不自然的苍白颜色。利用纳米TiO₂的透明性和紫外线吸收能力还可用作食品包装膜、油墨、涂料、纺织制品和塑料填充剂，可以替代有机紫外线吸收剂，用于涂料中可提高涂料耐老化能力。

在研究中发现，纳米二氧化钛具有很强的光催化功能。研究结果发现，在日光或灯光中紫外线的作用下使Ti0₂激活并生成具有高催化活性的游离基，能产生很强的光氧化及还原能力，可催化、光解附着于物体表面的各种甲醛等有机物及部分无机物。

因此，非要有必要利用纳米二氧化钛的以上功能，来设计一种纳米二氧化钛光催化降解有机污染物的装置。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供纳米二氧化钛光催化降解有机污染物的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

纳米二氧化钛光催化降解有机污染物的装置，包括

过流槽体，所述过流槽体为长条形槽体，一端设置有废液进入口，另一端设置有清液流出口；

反应槽体，所述反应槽体为与所述过流槽体形状匹配的长条形，安装于所述过流槽体的内部，且与所述过流槽体同轴线设置，所述反应槽体靠近所述废液进入口与所述清液流出口的两个端面侧板开设有若干液流孔，所述反应槽体内部设置有用以安装纳米二氧化钛的负载架；

以及光照机构，所述光照机构包括光源和电源，所述电源与所述光源电性连接，所述光源安装于所述反应槽体的上方，并照射所述反应槽体。

作为一种改进，所述过流槽体倾斜安装，且所述废液进入口的一端要高于所述清液流出口的一端。

作为一种改进，所述过流槽体设置有密封盖。

作为一种改进，所述密封盖的一侧与所述过流槽体铰接，另一侧活动设置，且具有与所述过流槽体配合的密封垫。

作为一种改进，所述光源采用LED灯珠，所述LED灯珠安装于所述密封盖的内壁表面。

作为一种改进，所述密封盖上开设有至少一个引气口。

作为一种改进，所述引气口连接一抽风机。

作为一种改进，所述负载架包括至少一个凹槽，所述凹槽设置于所述反应槽体底部，且所述凹槽内均安装有滤网箱，所述滤网箱内填充有纳米二氧化钛填料。

作为一种改进，所述纳米二氧化钛填料呈管状。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的纳米二氧化钛光催化降解有机污染物的装置，包括过流槽体，所述过流槽体为长条形槽体，一端设置有废液进入口，另一端设置有清液流出口；反应槽体，所述反应槽体为与所述过流槽体形状匹配的长条形，安装于所述过流槽体的内部，且与所述过流槽体同轴线设置，所述反应槽体靠近所述废液进入口与所述清液流出口的两个端面侧板开设有若干液流孔，所述反应槽体内部设置有用以安装纳米二氧化钛的负载架；以及光照机构，所述光照机构包括光源和电源，所述电源与所述光源电性连接，所述光源安装于所述反应槽体的上方，并照射所述反应槽体。基于这种结构，含有有机物的废水，能够进入过流槽体，并在反应槽体内进行催化反应，有机污染物实现持续性的光分解，大大提高了光分解的速率和效果。

综上所述，本实用新型能够利用纳米二氧化钛实现对有机污染物的催化光分解，而且实现分解的持续性，提高了光分解的速率和效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，纳米二氧化钛光催化降解有机污染物的装置，包括过流槽体1、反应槽体2以及光照机构，所述过流槽体1为长条形槽体，一端设置有废液进入口11，另一端设置有清液流出口12；所述反应槽体2为与所述过流槽体1形状匹配的长条形，安装于所述过流槽体1的内部，且与所述过流槽体1同轴线设置，所述反应槽体2靠近所述废液进入口11与所述清液流出口12的两个端面侧板开设有若干液流孔21，所述反应槽体2内部设置有用以安装纳米二氧化钛的负载架；所述光照机构包括光源和电源(图中未示出)，所述电源与所述光源电性连接，所述光源安装于所述反应槽体2的上方，并照射所述反应槽体2。

本实施例中，为了实现废液的自流，所述过流槽体1倾斜安装，且所述废液进入口11的一端要高于所述清液流出口12的一端，利用废液自身的重力和流动性，即可完成整个工序，无需借助额外动力。

本实施例中，为了确保环保性，所述过流槽体1设置有密封盖13，所述密封盖的一侧与所述过流槽体1铰接，另一侧活动设置，且具有与所述过流槽体配合的密封垫14。所述密封盖上开设有至少一个引气口15，所述引气口15连接一抽风机3。这样，能够将光分解产生的废气及时的排出，并且进行后续的处理，不会造成对空气的二次污染，提高整个设备的环保性。

本实施例的所述光源采用LED灯珠4，所述LED灯珠4安装于所述密封盖13的内壁表面。

另外，所述负载架包括至少一个凹槽22，所述凹槽22设置于所述反应槽体2底部，且所述凹槽内均安装有滤网箱23，所述滤网箱内填充有纳米二氧化钛填料，所述纳米二氧化钛填料24呈管状。废液首先进入凹槽，在凹槽内与纳米二氧化钛填料充分接触，光照下完成催化分解，同时，管状的纳米二氧化钛填料能够极大的提高接触面积，进一步提高了催化分解的效果和质量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。