本實(shí)用新型屬于催化反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及納米二氧化鈦光催化降解有機(jī)污染物的裝置。
背景技術(shù):
納米二氧化鈦是白色疏松粉末,屏蔽紫外線作用強(qiáng),有良好的分散性和耐候性??捎糜诨瘖y品、功能纖維、塑料、涂料、油漆等領(lǐng)域,作為紫外線屏蔽劑,防止紫外線的侵害。也可用于高檔汽車(chē)面漆,具有隨角異色效應(yīng)。納米二氧化鈦主要有兩種結(jié)晶形態(tài):銳鈦型(Anatase)和金紅石型(Rut i l e)。金紅石型二氧化鈦比銳鈦型二氧化鈦穩(wěn)定而致密,有較高的硬度、密度、介電常數(shù)及折射率,其遮蓋力和著色力也較高。而銳鈦型二氧化鈦在可見(jiàn)光短波部分的反射率比金紅石型二氧化鈦高,帶藍(lán)色色調(diào),并且對(duì)紫外線的吸收能力比金紅石型低,光催化活性比金紅石型高。在一定條件下,銳鈦型二氧化鈦可轉(zhuǎn)化為金紅石型二氧化鈦。納米TiO2具有十分寶貴的光學(xué)性質(zhì),在汽車(chē)工業(yè)及諸多領(lǐng)域都顯示出美好的發(fā)展前景。納米TiO2還具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、無(wú)毒性、超親水性、非遷移性,且完全可以與食品接觸,所以被廣泛應(yīng)用于抗紫外材料、紡織、光催化觸媒、自潔玻璃、防曬霜、涂料、油墨、食品包裝材料、造紙工業(yè)、航天工業(yè)中、鋰電池中。
納米二氧化鈦功能眾多。例如,具有殺菌功能。在光線中紫外線的作用下長(zhǎng)久殺菌。實(shí)驗(yàn)證明,以0.1mg/cm3濃度的銳鈦型納米TiO2可徹底地殺死惡性海拉細(xì)胞,而且隨著超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多,Ti O2光催化殺死癌細(xì)胞的效率也提高。對(duì)枯草桿菌黑色變種芽孢、綠膿桿菌、大腸桿菌、金色葡萄球菌、沙門(mén)氏菌、牙枝菌和曲霉的殺滅率均達(dá)到98%以上;用T iO2光催化氧化深度處理自來(lái)水,可大大減少水中的細(xì)菌數(shù),飲用后無(wú)致突變作用,達(dá)到安全飲用水的標(biāo)準(zhǔn);在涂料中添加納米TiO2可以制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料,應(yīng)用于醫(yī)院病房、手術(shù)室及家庭衛(wèi)生間等細(xì)菌密集、易繁殖的場(chǎng)所,可凈化空氣、防止感染、除臭除味。能夠有效殺滅等等有害細(xì)菌。具有防紫外線功能。納米TiO2既能吸收紫外線,又能反射、散射紫外線,還能透過(guò)可見(jiàn)光,是性能優(yōu)越、極有發(fā)展前途的物理屏蔽型的紫外線防護(hù)劑。納米二氧化鈦的抗紫外線機(jī)理:按照波長(zhǎng)的不同,紫外線分為短波區(qū)190~280nm、中波區(qū)280~320nm、長(zhǎng)波區(qū)320~400nm。短波區(qū)紫外線能量最高,但在經(jīng)過(guò)離臭氧層時(shí)被阻擋,因此,對(duì)人體傷害的一般是中波區(qū)和長(zhǎng)波區(qū)紫外線。納米二氧化鈦的強(qiáng)抗紫外線能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外線能力及其機(jī)理與其粒徑有關(guān):當(dāng)粒徑較大時(shí),對(duì)紫外線的阻隔是以反射、散射為主,且對(duì)中波區(qū)和長(zhǎng)波區(qū)紫外線均有效。防曬機(jī)理是簡(jiǎn)單的遮蓋,屬一般的物理防曬,防曬能力較弱;隨著粒徑的減小,光線能透過(guò)納米二氧化鈦的粒子面,對(duì)長(zhǎng)波區(qū)紫外線的反射、散射性不明顯,而對(duì)中波區(qū)紫外線的吸收性明顯增強(qiáng)。其防曬機(jī)理是吸收紫外線,主要吸收中波區(qū)紫外線。由此可見(jiàn),納米二氧化鈦對(duì)不同波長(zhǎng)紫外線的防曬機(jī)理不一樣,對(duì)長(zhǎng)波區(qū)紫外線的阻隔以散射為主,對(duì)中波區(qū)紫外線的阻隔以吸收為主。納米二氧化鈦在不同波長(zhǎng)區(qū)均表現(xiàn)出優(yōu)異的吸收性能,與其他有機(jī)防曬劑相比,納米二氧化鈦具有無(wú)毒、性能穩(wěn)定、效果好等特點(diǎn)。日本資生堂應(yīng)用10-100nm的納米二氧化鈦?zhàn)鳛榉罆癯煞痔砑佑诳诩t、面霜中,其防曬因子可大SPF11-19。納米二氧化鈦由于粒徑小,活性大,既能反射、散射紫外線,又能吸收紫外線,從而對(duì)紫外線有更強(qiáng)的阻隔能力。與同樣劑量的一些有機(jī)紫外線防護(hù)劑相比,VK-T02納米二氧化鈦在紫外區(qū)的吸收峰更高,更可貴的是它還是廣譜屏蔽劑,不象有機(jī)紫外線防護(hù)劑那樣只單一對(duì)UVA或UVB有吸收。它還能透過(guò)可見(jiàn)光,加入到化妝品使用時(shí)皮膚白度自然,不象顏料級(jí)T iO2,不能透過(guò)可見(jiàn)光,造成使用者臉上出現(xiàn)不自然的蒼白顏色。利用納米TiO2的透明性和紫外線吸收能力還可用作食品包裝膜、油墨、涂料、紡織制品和塑料填充劑,可以替代有機(jī)紫外線吸收劑,用于涂料中可提高涂料耐老化能力。
在研究中發(fā)現(xiàn),納米二氧化鈦具有很強(qiáng)的光催化功能。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),在日光或燈光中紫外線的作用下使Ti02激活并生成具有高催化活性的游離基,能產(chǎn)生很強(qiáng)的光氧化及還原能力,可催化、光解附著于物體表面的各種甲醛等有機(jī)物及部分無(wú)機(jī)物。
因此,非要有必要利用納米二氧化鈦的以上功能,來(lái)設(shè)計(jì)一種納米二氧化鈦光催化降解有機(jī)污染物的裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提供納米二氧化鈦光催化降解有機(jī)污染物的裝置。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
納米二氧化鈦光催化降解有機(jī)污染物的裝置,包括
過(guò)流槽體,所述過(guò)流槽體為長(zhǎng)條形槽體,一端設(shè)置有廢液進(jìn)入口,另一端設(shè)置有清液流出口;
反應(yīng)槽體,所述反應(yīng)槽體為與所述過(guò)流槽體形狀匹配的長(zhǎng)條形,安裝于所述過(guò)流槽體的內(nèi)部,且與所述過(guò)流槽體同軸線設(shè)置,所述反應(yīng)槽體靠近所述廢液進(jìn)入口與所述清液流出口的兩個(gè)端面?zhèn)劝彘_(kāi)設(shè)有若干液流孔,所述反應(yīng)槽體內(nèi)部設(shè)置有用以安裝納米二氧化鈦的負(fù)載架;
以及光照機(jī)構(gòu),所述光照機(jī)構(gòu)包括光源和電源,所述電源與所述光源電性連接,所述光源安裝于所述反應(yīng)槽體的上方,并照射所述反應(yīng)槽體。
作為一種改進(jìn),所述過(guò)流槽體傾斜安裝,且所述廢液進(jìn)入口的一端要高于所述清液流出口的一端。
作為一種改進(jìn),所述過(guò)流槽體設(shè)置有密封蓋。
作為一種改進(jìn),所述密封蓋的一側(cè)與所述過(guò)流槽體鉸接,另一側(cè)活動(dòng)設(shè)置,且具有與所述過(guò)流槽體配合的密封墊。
作為一種改進(jìn),所述光源采用LED燈珠,所述LED燈珠安裝于所述密封蓋的內(nèi)壁表面。
作為一種改進(jìn),所述密封蓋上開(kāi)設(shè)有至少一個(gè)引氣口。
作為一種改進(jìn),所述引氣口連接一抽風(fēng)機(jī)。
作為一種改進(jìn),所述負(fù)載架包括至少一個(gè)凹槽,所述凹槽設(shè)置于所述反應(yīng)槽體底部,且所述凹槽內(nèi)均安裝有濾網(wǎng)箱,所述濾網(wǎng)箱內(nèi)填充有納米二氧化鈦填料。
作為一種改進(jìn),所述納米二氧化鈦填料呈管狀。
由于采用了上述技術(shù)方案,本實(shí)用新型的有益效果是:
本實(shí)用新型提供的納米二氧化鈦光催化降解有機(jī)污染物的裝置,包括過(guò)流槽體,所述過(guò)流槽體為長(zhǎng)條形槽體,一端設(shè)置有廢液進(jìn)入口,另一端設(shè)置有清液流出口;反應(yīng)槽體,所述反應(yīng)槽體為與所述過(guò)流槽體形狀匹配的長(zhǎng)條形,安裝于所述過(guò)流槽體的內(nèi)部,且與所述過(guò)流槽體同軸線設(shè)置,所述反應(yīng)槽體靠近所述廢液進(jìn)入口與所述清液流出口的兩個(gè)端面?zhèn)劝彘_(kāi)設(shè)有若干液流孔,所述反應(yīng)槽體內(nèi)部設(shè)置有用以安裝納米二氧化鈦的負(fù)載架;以及光照機(jī)構(gòu),所述光照機(jī)構(gòu)包括光源和電源,所述電源與所述光源電性連接,所述光源安裝于所述反應(yīng)槽體的上方,并照射所述反應(yīng)槽體?;谶@種結(jié)構(gòu),含有有機(jī)物的廢水,能夠進(jìn)入過(guò)流槽體,并在反應(yīng)槽體內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng),有機(jī)污染物實(shí)現(xiàn)持續(xù)性的光分解,大大提高了光分解的速率和效果。
綜上所述,本實(shí)用新型能夠利用納米二氧化鈦實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)污染物的催化光分解,而且實(shí)現(xiàn)分解的持續(xù)性,提高了光分解的速率和效果。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。
如圖1所示,納米二氧化鈦光催化降解有機(jī)污染物的裝置,包括過(guò)流槽體1、反應(yīng)槽體2以及光照機(jī)構(gòu),所述過(guò)流槽體1為長(zhǎng)條形槽體,一端設(shè)置有廢液進(jìn)入口11,另一端設(shè)置有清液流出口12;所述反應(yīng)槽體2為與所述過(guò)流槽體1形狀匹配的長(zhǎng)條形,安裝于所述過(guò)流槽體1的內(nèi)部,且與所述過(guò)流槽體1同軸線設(shè)置,所述反應(yīng)槽體2靠近所述廢液進(jìn)入口11與所述清液流出口12的兩個(gè)端面?zhèn)劝彘_(kāi)設(shè)有若干液流孔21,所述反應(yīng)槽體2內(nèi)部設(shè)置有用以安裝納米二氧化鈦的負(fù)載架;所述光照機(jī)構(gòu)包括光源和電源(圖中未示出),所述電源與所述光源電性連接,所述光源安裝于所述反應(yīng)槽體2的上方,并照射所述反應(yīng)槽體2。
本實(shí)施例中,為了實(shí)現(xiàn)廢液的自流,所述過(guò)流槽體1傾斜安裝,且所述廢液進(jìn)入口11的一端要高于所述清液流出口12的一端,利用廢液自身的重力和流動(dòng)性,即可完成整個(gè)工序,無(wú)需借助額外動(dòng)力。
本實(shí)施例中,為了確保環(huán)保性,所述過(guò)流槽體1設(shè)置有密封蓋13,所述密封蓋的一側(cè)與所述過(guò)流槽體1鉸接,另一側(cè)活動(dòng)設(shè)置,且具有與所述過(guò)流槽體配合的密封墊14。所述密封蓋上開(kāi)設(shè)有至少一個(gè)引氣口15,所述引氣口15連接一抽風(fēng)機(jī)3。這樣,能夠?qū)⒐夥纸猱a(chǎn)生的廢氣及時(shí)的排出,并且進(jìn)行后續(xù)的處理,不會(huì)造成對(duì)空氣的二次污染,提高整個(gè)設(shè)備的環(huán)保性。
本實(shí)施例的所述光源采用LED燈珠4,所述LED燈珠4安裝于所述密封蓋13的內(nèi)壁表面。
另外,所述負(fù)載架包括至少一個(gè)凹槽22,所述凹槽22設(shè)置于所述反應(yīng)槽體2底部,且所述凹槽內(nèi)均安裝有濾網(wǎng)箱23,所述濾網(wǎng)箱內(nèi)填充有納米二氧化鈦填料,所述納米二氧化鈦填料24呈管狀。廢液首先進(jìn)入凹槽,在凹槽內(nèi)與納米二氧化鈦填料充分接觸,光照下完成催化分解,同時(shí),管狀的納米二氧化鈦填料能夠極大的提高接觸面積,進(jìn)一步提高了催化分解的效果和質(zhì)量。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。