专利名称：一种垂直连续光催化反应装置的制作方法
技术领域：
该实用新型涉及一种光催化反应装置，尤其涉及一种可用于垂直连续光催化降解 液相或气相有机物污染物的装置。
背景技术：
半导体光催化剂用于光催化降解液相或气相有机物污染物的研究早在上世纪80 年代就引起了研究人员的广泛关注，随着研究的深入，在小环境污染处理方面得到了一定 的应用。现在使用的光催化剂大多是颗粒粉末，一方面使用后回收困难，易造成环境的二次 污染；另一方面它是间断式光催化反应，催化剂的回收会增加仪器设备和生产成本。目前连续光催化大多采用将催化剂负载于薄膜，纤维等基体上，这些方法大多存 在，如催化剂活性面减少，催化剂容易脱落等问题。对于直接应用一维催化剂纤维作为多孔 基体来用于过滤和光催化降解有机污染物及其相关催化反应装置还未见报道。
发明内容针对现有催化剂回收困难，间歇式反应和催化剂负载技术的不足等问题，本实用 新型要解决的是提供一种垂直连续光催化反应装置及其在催化降解液相或气相有机物污 染物中的应用。本实用新型所述的垂直连续光催化反应装置，其特征在于，所述反应装置为圆柱 体结构，体壁为玻璃外套管，玻璃外套管下端密封，仅在底部一侧留有出水口，管上部设有 玻璃外管套帽，套帽直径近边的1/6-1/4处设有进水口，套帽的几何中心处设有紫外灯电 源线出口 ；装置内部由内置光催化光源、石英玻璃内套管和多孔漏斗构成，其中所述内置光 催化光源为U型紫外灯，长度与玻璃外套管高度等长，垂直置于圆柱体装置中心处，光源接 线端位于装置顶端，电源线由电源线出口引出，所述石英玻璃内套管套于内置光催化光源 外并与玻璃外套管高度等长，所述多孔漏斗垂直均勻地排列于玻璃外套管内，且漏斗的下 边缘与石英玻璃内套管紧密连接，漏斗的上边缘与玻璃外套管紧密连接，漏斗间排列的距 离间隔不少于1厘米。上述垂直连续光催化反应装置中，所述多孔漏斗优先采用1-10个(节)垂直均勻 地排列于玻璃外套管内；其中，最优选用5个(节)垂直均勻地排列于玻璃外套管内。上述垂直连续光催化反应装置中，所述多孔漏斗内壁与石英内套管夹角优选为30度。上述垂直连续光催化反应装置，所述漏斗间排列的距离间隔优选2厘米。上述垂直连续光催化反应装置，所述多孔漏斗的数量、大小，孔直径和数量，以及 夹角可根据实际具体要求改变。上述垂直连续光催化反应装置，所述多孔漏斗优先选用二氧化钛基催化滤纸、氧 化锌基催化滤纸或氧化铁基催化滤纸作为催化剂基滤纸；其中，最优选用二氧化钛基催化
滤纸O[0011]本实用新型是一种高效的垂直连续光催化装置，采用催化剂基滤纸，进行连续光 催化反应，解决了催化剂回收问题，同时还可进行污水过滤处理。
图1连续光催化装置整体图其中，1.光催化光源，2.石英玻璃内套管，3.多孔漏斗，4.催化剂基滤纸，5.玻璃 外套管，6.玻璃外套帽，7.进水口，8.出水口，9.电源线。图2连续光催化装置工作图。
具体实施方式
实施例1本实用新型所述垂直连续光催化反应装置以图1所示。所述反应装置为圆柱体结构，体壁为玻璃外套管5，玻璃外套管下端密封，仅在底 部一侧留有出水口 8，管上部设有玻璃外管套帽6，套帽直径近边的1/5处设有进水口 7，套 帽的几何中心处设有紫外灯电源线出口 ；装置内部由内置光催化光源1、石英玻璃内套管2 和多孔漏斗3构成，其中所述内置光催化光源为36W的U型紫外灯，长度与玻璃外套管高 度等长，垂直置于圆柱体装置中心处，光源接线端位于装置顶端，电源线9由电源线出口引 出，所述石英玻璃内套管套于内置光催化光源外并与玻璃外套管高度等长，所述多孔漏斗 为5个垂直均勻地排列于玻璃外套管内，且漏斗的下边缘与石英玻璃内套管紧密连接，漏 斗的上边缘与玻璃外套管紧密连接，漏斗间排列的距离间隔为2厘米。上述垂直连续光催化反应装置中，所述多孔漏斗选多孔玻璃漏斗。上述垂直连续光催化反应装置，所述多孔漏斗催化剂基滤纸4选用二氧化钛基催 化滤纸，二氧化钛基催化滤纸贴于多孔漏斗内壁，同时横流泵接于进水口控制污水进入速 度在20-60ml/分钟。上述二氧化钛基滤纸的制备过程参考相应专利(一种二氧化钛纳米纸及其制备 方法,专利号:200710017081. 6)。实施例2以实施例1所述装置为实验装置，以浓度为40mg/L甲基橙水溶液通过横流泵，由 进水口以20ml/分钟速度流入。接通36W紫外灯电源，紫外光透过石英内套管，照射到二氧 化钛基滤纸上，与流过的待处理液进行光催化降解反应。通过5节附有二氧化钛基滤纸的 多孔漏斗，最终的处理液由出水口流出。甲基橙溶液的降解率为100%。实施例3以实施例1所述装置为实验装置，以浓度为20mg/L罗丹妮B水溶液通过横流泵， 由进水口以20ml/分钟速度流入。接通36W紫外灯电源，紫外光透过石英内套管，照射到二 氧化钛基滤纸上，与流过的待处理液进行光催化降解反应。通过5节附有二氧化钛基滤纸 的多孔漏斗，最终的处理液由出水口流出。罗丹妮B溶液的降解率为100%。实施例4以实施例1所述装置为基础，改变多孔漏斗节数(设为3节)进行连续光催化实 验。以浓度为20mg/L甲基橙水溶液通过横流泵，由进水口以20ml/分钟速度流入。接通36W紫外灯电源，紫外光透过石英内套管，照射到二氧化钛基滤纸上，与流过的待处理液进 行光催化降解反应。通过3节附有二氧化钛基滤纸的多孔漏斗，最终的处理液由出水口流 出。甲基橙溶液的降解率为94.3%。
权利要求1.一种垂直连续光催化反应装置，其特征在于，所述反应装置为圆柱体结构，体壁为玻 璃外套管，玻璃外套管下端密封，仅在底部一侧留有出水口，管上部设有玻璃外管套帽，套 帽直径近边的1/6-1/4处设有进水口，套帽的几何中心处设有紫外灯电源线出口 ；装置内 部由内置光催化光源、石英玻璃内套管和多孔漏斗构成，其中所述内置光催化光源为U型 紫外灯，长度与玻璃外套管高度等长，垂直置于圆柱体装置中心处，光源接线端位于装置顶 端，电源线由电源线出口引出，所述石英玻璃内套管套于内置光催化光源外并与玻璃外套 管高度等长，所述多孔漏斗垂直均勻地排列于玻璃外套管内，且漏斗的下边缘与石英玻璃 内套管紧密连接，漏斗的上边缘与玻璃外套管紧密连接，漏斗间排列的距离间隔不少于1 厘米。
2.如权利要求1所述的垂直连续光催化反应装置，其特征在于，所述多孔漏斗采用 1-10个垂直均勻地排列于玻璃外套管内。
3.如权利要求1所述的垂直连续光催化反应装置，其特征在于，所述多孔漏斗采用5个 垂直均勻地排列于玻璃外套管内。
4.如权利要求1所述的垂直连续光催化反应装置，其特征在于，所述多孔漏斗内壁与 石英内套管夹角为30度。
5.如权利要求1所述的垂直连续光催化反应装置，其特征在于，所述漏斗间排列的距 离间隔为2厘米。
专利摘要本实用新型公开了一种垂直连续光催化反应装置，所述反应装置为圆柱体结构，体壁为玻璃外套管，玻璃外套管下端密封，仅在底部一侧留有出水口，管上部设有玻璃外管套帽，套帽直径近边的1/6-1/4处设有进水口，套帽的几何中心处设有紫外灯电源线出口；装置内部由内置光催化光源、石英玻璃内套管和多孔漏斗构成。本装置具有可简单拆卸和搭建，实用性强，高效连续光催化的特点，并实现了连续光催化，达到了高效连续光催化降解有机物的效果。
文档编号C02F1/32GK201873549SQ201020584470
公开日2011年6月22日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者刘宏, 周伟家, 堵国君, 李建华, 王继扬, 胡培广 申请人:山东大学