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评价可见光驱动下光催化材料水处理性能的装置及方法

发布时间:2017-12-22 13:12:20  中国污水处理工程网

  申请日2017.05.02

  公开(公告)日2017.08.08

  IPC分类号G01N31/10

  摘要

  本发明提供了一种评价可见光驱动下光催化材料水处理性能的装置及方法。本发明采用水槽盛放待处理污水;采用样品固定架放置待测光催化材料;采用水泵使待处理污水从水槽沿入水管流至滴水管,经排水孔流出沿待测光催化材料表面流入水槽;光源透过紫外滤光片照在光催化材料表面,实现可见光驱动下光催化材料水处理性能的评价。本发明提供的评价可见光驱动下光催化材料水处理性能的装置使用简单方便,无需根据不同光催化样品进行组装,评测效率高。

  权利要求书

  1.一种评价可见光驱动下光催化材料水处理性能的装置,包括水槽、垂直设置于所述水槽上方的样品固定架、依次平行于所述样品固定架设置的滤光片放置架和光源、以及水循环系统;所述滤光片放置架上放置有紫外滤光片;

  所述水循环系统包括入水管、水泵和滴水管;所述入水管的两端分别与水槽底部和水泵的入水口连通;所述滴水管的一端与水泵的出水口连通,另一端封堵;所述滴水管平行设置于所述样品固定架正上方,且所述滴水管与样品固定架相对的侧壁上设置有排水孔。

  2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述样品固定架包括底部的限位槽,顶部的样品测试板插入口以及两侧的支撑杆。

  3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述滤光片放置架与样品固定架所在平面的距离为3~10cm。

  4.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述光源与样品固定架所在平面的距离为5~30cm。

  5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述光源包括平行设置的灯管。

  6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述滴水管通过输水管与水泵的出水口连通,所述输水管上设有流量调节阀。

  7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述排水孔与样品固定架顶部的距离为1~10cm。

  8.根据权利要求1或7所述的装置,其特征在于,所述排水孔的孔径为1~10mm。

  9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述排水孔的分布密度为20~500个/m。

  10.一种评价可见光驱动下光催化材料水处理性能的方法,使用权利要求1~9任意一项所述的装置,包括以下步骤:

  (1)将光催化材料置于样品固定架上,使所述光催化材料具有催化活性的一面面向光源;

  (2)在水槽内放置待处理污水,开启水泵使待处理污水沿入水管流至滴水管,经排水孔流出,再沿待测光催化材料表面流入水槽,实现待处理污水的循环流动;

  (3)打开光源,使光经紫外滤光片照在光催化材料表面进行光催化反应,测定光催化反应前后待处理污水中污染物浓度。

  说明书

  一种评价可见光驱动下光催化材料水处理性能的装置及方法

  技术领域

  本发明涉及水处理技术领域,特别涉及一种评价可见光驱动下光催化材料水处理性能的装置及方法。

  背景技术

  近年来,相关利用太阳能在催化上的研究一直是科学研究的热门,尤其作为太阳光总能量中占比最大的可见光。为了能更好地利用太阳能,很多科研人员致力于研制具有可见光响应的光催化材料。具有可见光响应的光催化材料走向产业化是一种必然趋势,也必定对解决目前的环境问题和能源危机产生深远意义。

  目前,可见光响应的光催化材料的研究已取得很大进展,相关的各类污染物的可见光催化研究也已比较成熟。然而,大多的研究却只是通过实验室器皿临时搭建相应的评测装置进行实验研究。这样就造成了两个问题:一是不同实验室搭建的评测装置不同,不方便不同光催化材料之间的光催化性能比较;二是传统的评测方法评测效率较低,通常只适用于小范围的实验室评测,不能用以实际光催化能力的评估。

  发明内容

  本发明的目的在于提供一种评价可见光驱动下光催化材料水处理性能的装置及方法。本发明提供的评价可见光驱动下光催化材料水处理性能的装置使用简单方便、评测效率高,且能够用于不同光催化材料之间的光催化性能的比较。

  本发明提供了一种评价可见光驱动下光催化材料水处理性能的装置,包括水槽、垂直设置于所述水槽上方的样品固定架、依次平行于所述样品固定架设置的滤光片放置架和光源、以及水循环系统;所述滤光片放置架上放置有紫外滤光片;

  所述水循环系统包括入水管、水泵和滴水管;所述入水管的两端分别与水槽底部和水泵的入水口连通;所述滴水管的一端与水泵的出水口连通,另一端封堵;所述滴水管平行设置于所述样品固定架正上方,且所述滴水管与样品固定架相对的侧壁上设置有排水孔。

  优选的,所述样品固定架包括底部的限位槽,顶部的样品测试板插入口以及两侧的支撑杆。

  优选的,所述滤光片放置架与样品固定架所在平面的距离为3~10cm。

  优选的,所述光源与样品固定架所在平面的距离为5~30cm。

  优选的,所述光源包括平行设置的灯管。

  优选的,所述滴水管通过输水管与水泵的出水口连通,所述输水管上设有流量调节阀。

  优选的,所述排水孔与样品固定架顶部的距离为1~10cm。

  优选的,所述排水孔的孔径为1~10mm。

  优选的,所述排水孔的分布密度为20~500个/m。

  本发明还提供了一种评价可见光驱动下光催化材料水处理性能的方法,使用上述技术方案所述的装置,包括以下步骤:

  (1)将光催化材料置于样品固定架上,使所述光催化材料具有催化活性的一面面向光源;

  (2)在水槽内放置待处理污水,开启水泵使待处理污水沿入水管流至滴水管,经排水孔流出,再沿待测光催化材料表面流入水槽,实现待处理污水的循环流动;

  (3)打开光源,使光经紫外滤光片照在光催化材料表面进行光催化反应,测定光催化反应前后待处理污水中污染物浓度。

  本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:

  本发明提供的评价可见光驱动下光催化材料水处理性能的装置包括水槽、垂直设置于所述水槽上方的样品固定架、依次平行于所述样品固定架设置的滤光片放置架和光源、以及水循环系统;所述滤光片放置架上放置有紫外滤光片;所述水循环系统包括入水管、水泵和滴水管;所述入水管的两端分别与水槽底部和水泵的入水口连通;所述滴水管的一端与水泵的出水口连通,另一端封堵;所述滴水管平行设置于所述样品固定架正上方,且所述滴水管与样品固定架相对的侧壁上设置有排水孔。本发明采用水槽盛放待处理污水;采用样品固定架放置待测光催化材料;采用水泵使待处理污水从水槽沿入水管流至滴水管,经排水孔流出沿待测光催化材料表面流入水槽;光源透过紫外滤光片照在光催化材料表面,实现可见光驱动下光催化材料水处理性能的评价。本发明提供的评价可见光驱动下光催化材料水处理性能的装置使用简单方便,无需根据不同光催化样品进行组装,评测效率高,且能够用于不同光催化材料之间的光催化性能的比较。

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