一种光催化剂的曝气再生装置的制作方法

文档序号:11575413阅读:289来源:国知局
本发明属于污水处理设备
技术领域
,具体涉及一种光催化剂的曝气再生装置。
背景技术
:光催化材料是指通过该材料、在光的作用下发生的光化学反应所需的一类半导体催化剂材料,世界上能作为光催化材料的有很多,包括二氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化锆、硫化镉等多种氧化物硫化物半导体,其中二氧化钛(titaniumdioxide)因其氧化能力强,化学性质稳定无毒,成为世界上最当红的纳米光触媒材料。光触媒是目前国际上最安全和最洁净的环境净化材料,在欧美和日本、韩国等区域广泛运用,美国宇航空间站净化工程、海上油污降解工程和日本公交公司消毒工程均使用光触媒进行处理。光触媒可以有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、tvoc等污染物,并具有高效广泛的消毒性能,能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。随着光催化技术的研究与应用,光催化材料的失活问题也逐渐成为主要的研究对象,目前采用的烧结再生法,烧结法虽然能够解决了光催化剂失活问题,但是,同时存在光催化材料复活不完全、复活成本高,时间长等问题,同时烧结会带来光催化剂的永久性热失活。技术实现要素:本发明的目的是针对现有技术的不足之处,提供一种光催化剂的曝气再生装置,所述曝气再生装置具有降解效果佳,协同作用明显,再生效率高。为了解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:一种光催化剂的曝气再生装置,包括再生池,所述再生池底端设置有曝气管,所述曝气管与外部的通气管相连且相通,所述曝气管上端设置有电极板,所述电极板之间设置有紫外灯,所述电极板之间连接外部电源,所述再生池内放置有电解质溶液。将电解质放入电极板间形成电解结构,将光催化剂表面的有机物进行降解,同时通入臭氧能够该体系中起到引导作用,能够快速氧化还原形成氧气,同时电极反应能够形成活性物质,也能够进行析氧副反应;氧气的加入能够快速反应有机物,起到复活的目的;臭氧气体加入能够起到曝气的效果,能够将粉末曝起,分散在电极板间;通过降解复活后的光催化剂在紫外灯的作用下进行激发降解,加快了降解效果,提升光催化剂复活效率。作为优选,所述电极板采用dsa电极或二氧化铅电极。针对光催化剂表面覆盖的有机污染物具有粘附性能好等优势,通过dsa电极或二氧化铅电极的强氧化性,能够起到快速氧化的效果,同时,针对氧化性能更为强大、电化学势能更佳的bdd电极,dsa电极与二氧化铅电极的性价比更佳。作为优选,所述电极板间采用交流电,所述交流电电压为10-60v,所述交流电降解时间为2-4h。交流电的设置主要作用在于倒电极,通过倒电极能够防止电极板表面的沉积问题,与此同时,交流电能够保证降解区域的均匀,保证光催化剂的材料反应均匀性,全面恢复光催化性能。作为优选,所述曝气管采用管身带有微孔的中通管,所述曝气管通入的气体为臭氧气体,所述臭氧气体采用臭氧含量为20-40%的混合气体,所述混合气体采用臭氧与空气的混合气体。臭氧虽然具有良好的氧化还原作用,但是本身是一种污染气体,采用20-40%臭氧的混合气体能够将臭氧实时消耗,防止臭氧排放的效果,起到环保的效果。作为优选,所述紫外灯采用365nm的紫外灯。紫外灯具有激发光催化剂的作用,在紫外灯条件下,光催化剂具有良好的光催化降解效果,同时电解产生的活性物质和氧气与光催化剂进行协同作用,起到良好的降解效果,效率得到稳步提高。作为优选,所述电解质采用氯化钠、氯化钾、硫酸钠和硫酸钾中的一种或几种。作为优选,所述曝气再生装置用于粉末或颗粒光催化剂的再生。与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:(1)本发明的曝气再生装置具有降解效果佳,协同作用明显,再生效率高。(2)本发明的曝气再生装置结构简单,组装方便,并且便于更换,使用寿命长。(3)本发明的曝气再生装置大大提高了光催化剂复活率,同时保证了其良好的稳定性。附图说明图1为本发明的结构示意图;图中:1、再生池;2、电极板;3、曝气管;4、通气管;5、紫外灯。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步描述:实施例1如图1所示,一种光催化剂的曝气再生装置,包括再生池1,所述再生池1底端设置有曝气管3,所述曝气管3与外部的通气管4相连且相通,所述曝气管3上端设置有电极板2,所述电极板2之间设置有紫外灯5,所述再生池1内放置有电解质溶液。作为优选,所述电极板采用dsa电极或二氧化铅电极。作为优选,所述电极板间采用交流电,所述交流电电压为10-60v,所述交流电降解时间为2-4h。作为优选,所述曝气管采用管身带有微孔的中通管,所述曝气管通入的气体为臭氧气体,所述臭氧气体采用臭氧含量为20-40%的混合气体,所述混合气体采用臭氧与空气的混合气体。作为优选,所述紫外灯采用365nm的紫外灯。作为优选,所述电解质采用氯化钠、氯化钾、硫酸钠和硫酸钾中的一种或几种。作为优选,所述曝气再生装置用于粉末或颗粒光催化剂的再生。实施例2将二氧化钛光催化颗粒按照实施例1的装置进行再生处理,二氧化钛光催化薄膜材料来自于空气净化器。二氧化钛光催化性能采用国家标准gb/t23761-2009《光催化空气净化材料性能测试方法》进行测试。对比例采用高温烧结的方式进行光催化复活。表1光催化剂性能实施例1对比例粒径10nm10nm质量100g100g使用前光催化去除率100%100%使用后光催化去除率2.3%1.9%再生后光催化去除率99.7%81.1%再生后光催化稳定性98.3%91.1%再生时间h38表2光催化剂性能实施例1对比例粒径5nm5nm质量100g100g使用前光催化去除率100%100%使用后光催化去除率0.7%0.9%再生后光催化去除率99.2%87.5%再生后光催化稳定性99.3%90.1%再生时间h410经过实施例1与对比例之间的比较,可以明确看出,本发明的方法再生后的光催化剂具有良好的恢复效果,性能损失低于1%,大大低于热烧结方法;再生后的光催化剂稳定性高达99%以上,也高于热烧结方法,再生时间只需要4h,且较为稳定。以上所述仅为本发明的一实施例,并不限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。当前第1页12
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