一种光催化反应的催化剂回收装置的制作方法

本实用新型涉及污水光催化处理技术领域，具体涉及一种光催化反应的催化剂回收装置。

背景技术：

目前工业污水的治理已经成为亟待解决的一大难题。光催化是近年发展起来的较为瞩目的一种绿色低碳环保技术，它具有反应条件温和、成本低廉、能充分利用太阳光能和不产生二次污染的显著优势。因此，通过光催化氧化技术降解水体中的污染物具有极大的潜力。

虽然诸多科学家将TiO2半导体光催化剂视为最具发展前景的新型环境清洁技术，但是TiO2在工业化应用过程中存在难沉降，回收再利用困难的实际问题。已有较多研究者将TiO2与磁性半导体材料ZnFe2O4、NiFe2O4等复合，形成TiO2/ZnFe2O4、TiO2/NiFe2O4等磁性复合光催化材料，不仅可以提供TiO2的可见光催化性能，而且还具有较好的顺磁性，可以通过外加磁场轻易地回收实现循环利用，目前是已成为磁性光催化材料领域研究的热点，为使磁性光催化材料的性能充分发挥，需要在合适的装置进行光催化反应和催化剂回收。

光催化反应装置作为光催化反应的主体设备，决定了光催化剂活性的发挥以及光催化反应的效率。光催化反应装置的设计和研制是光催化技术走向实用化的关键步骤，目前已有部分涉及磁回收或光催化反应装置报道，但仍存在相应的不足，大多结构相对复杂，而且只适合对紫外光敏感的光催化剂，并且有些只具有磁回收功能；而不具备光催化降解功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种实现光催化剂在水体中均匀分散，使光催化剂可充分利用太阳光或可见光进行催化反应，在施加磁场后简便回收光催化剂，实现光催化剂的循环利用的光催化反应的催化剂回收装置。

一种光催化反应的催化剂回收装置，包括反应器、磁性光催化剂、电磁铁、气泵、进气管和气喷嘴，反应器底部下方固定电磁铁，反应器内设有磁性光催化剂和气喷嘴，反应器的上部设置有进水口，反应器的下部设置有排水口和进气口，进气嘴通过穿过进气口的进气管与反应器外的气泵连接，排水口处设有连通反应器内部和外部的排水管。

进一步的，反应器下方设有支架，支架下方形成空腔，空腔内设有紧贴反应器底部的电磁铁。

进一步的，反应器为石英玻璃反应器或有机玻璃反应器；反应器为上端开口的圆柱形，容积为1-10L。

进一步的，反应器的排水口处设有排水阀门；排水阀门为活塞式，排水阀门为玻璃或金属材质。

进一步的，反应器的进气口设有进气阀门，进气阀门为活塞式，进气阀门为塑料或金属材质。

进一步的，气喷嘴为多头喷嘴，气喷嘴为聚四氟乙烯材质。

进一步的，支架为不锈钢支架；支架的高度为40-60cm。

进一步的，电磁铁通过螺丝固定在支架底部。

进一步的，电磁铁连接电源并由电源开关控制开启。

进一步的，进气管和排水管为橡胶材质制成。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果为：

（1）采用气泵鼓气的方式分散水中光催化剂，可以在保证光催化剂有效分散的同时，增加曝气量。

（2）本实用新型处理污水结束后可以通过外加磁场回收催化剂，达到循环利用催化剂的目的，且整个污水处理过程非常简捷易行。

（3）本实用新型提供的装置结构简单，制造成本较低。

附图说明

附图1是本实用新型装置的示意图。

附图1标记：1-反应器，2-排水管，3-排水阀门，4-排水口，5-支架，6-电磁铁，7-气泵，8-进气管，9-进气阀门，10-磁性光催化剂，11-进气口，12-进水口，13-气喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图1和具体实施例对本实用新型作进一步解说。

实施例1本实用新型提出的一种光催化反应的催化剂回收装置，包括反应器1、磁性光催化剂10、电磁铁6、气泵7、进气管8和气喷嘴13，反应器1底部下方固定电磁铁6，反应器1内设有磁性光催化剂10和气喷嘴13，反应器1的上部设置有进水口12，反应器1的下部设置有排水口4和进气口11，进气嘴13通过穿过进气口11的进气管8与反应器1外的气泵7连接，排水口4处设有连通反应器1内部和外部的排水管2。

一种光催化反应的催化剂回收装置，反应器1下方设有支架5，支架5下方形成空腔，空腔内设有紧贴反应器1底部的电磁铁6。

一种光催化反应的催化剂回收装置，反应器1为石英玻璃反应器或有机玻璃反应器；反应器1为上端开口的圆柱形，容积为1-10L。

一种光催化反应的催化剂回收装置，反应器1的排水口4处设有排水阀门3；排水阀门3为活塞式，排水阀门3为玻璃或金属材质。

一种光催化反应的催化剂回收装置，反应器1的进气口11设有进气阀门9，进气阀门9为活塞式，进气阀门9为塑料或金属材质。

一种光催化反应的催化剂回收装置，气喷嘴13为多头喷嘴，气喷嘴13为聚四氟乙烯材质。

一种光催化反应的催化剂回收装置，支架5为不锈钢支架；支架5的高度为40-60cm。

一种光催化反应的催化剂回收装置，电磁铁6通过螺丝固定在支架5底部。

一种光催化反应的催化剂回收装置，电磁铁6连接电源并由电源开关控制开启。

一种光催化反应的催化剂回收装置，进气管8和排水管2为橡胶材质制成。

一种光催化反应的催化剂回收装置，所述的磁性光催化剂10为可磁分离同时具有可见光催化活性的TiO2/ZnFe2O4复合磁性光催化剂。

一种光催化反应的催化剂回收装置，使用该装置操作进行光催化反应，① 将一定量的TiO2/ZnFe2O4复合磁性光催化剂10加入到反应器1中；②关闭反应器的排水阀门3和进气阀门9；③向反应器1中加入待处理的污水，污水量不超过反应器容积的2/3；④打开进气阀门9和气泵7，通入空气，使催化剂10在水体中充分分散；⑤将反应装置置于太阳光下开始光催化反应；⑥反应结束后，关闭气泵7和进气阀门9，打开电磁铁6电源开关，回收磁性光催化剂10；⑦待磁性光催化剂10完全沉降至反应器1底部后，打开排水阀门3，通过排水管2排去已处理的污水；⑧待反应器1中的水排放完全后，关闭排水阀门3。重复②-⑧操作步骤，就可以实现磁性光催化剂的循环利用。以上操作使催化剂充分分散在水体中的同时也提高了光催化反应对太阳光的利用率，反应结束后还能回收磁性光催化剂进行循环利用，不仅降低了成本而且提高了催化剂的利用效率，减少了二次污染。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。