本发明专利技术公开了一种循环光催化装置的操作方法，本发明专利技术的光催化复合材料因具有球型结构，能够提升光生电子空穴对的分离能力，大大提高材料对可见光的利用率，在可见光下具有很好的催化性能。本发明专利技术利用引光柱将滤板表面照射的光线通过折射引入两层滤板之间，有效解决了工业废水处理时光线与锐钛型二氧化钛颗粒料接触不良的问题，可以缓解滤板和工业污水对于光催化材料的遮挡导致的催化不良问题，最大限度的发挥了氟碳共掺杂的锐钛型二氧化钛复合材料的催化性能。合材料的催化性能。合材料的催化性能。
【技术实现步骤摘要】
一种循环光催化装置的操作方法
[0001]本专利技术涉及光催化材料领域，特别涉及一种循环光催化装置的操作方法。
技术介绍
[0002]一般作为光催化剂的半导体材料大多为金属氧化物、金属硫化物和一些金属氮化物，并且要有足够的禁带宽度发生催化反应才行。光催化材料必须满足材料本身在能带区域H2O/OH
˙
(E0＝
‑
2.8v)内具有一定的还原能力，而且材料本身须具有一定的稳定性。二氧化钛(Eg＝3.2eV)具有很高的光催化活性、化学及生物惰性、耐化学腐蚀及光腐蚀、成本低廉及原料来源丰富等优点，因此二氧化钛成为光催化材料中研究最广泛、最有前途、最受关注的半导体材料之一。由于二氧化钛的禁带宽度约为3.2eV，只能在太阳光中的紫外光区进行光催化反应，而太阳光谱中紫外光部分只约占4％，很大程度限制了二氧化钛催化材料的使用。氮的掺杂可以使二氧化钛的吸收红移，在可见光下有一定的催化性能，但合成工艺相对复杂。
[0003]二氧化钛光催化剂在治理环境污染等领域有广阔的应用前景，但由于二氧化钛光催化剂只有在紫外光的激发下才会有高的催化活性，而紫外光在太阳光中所占的能量份额低于5％，为了充分的利用太阳光，大量的研究致力于拓展二氧化钛的光响应区域以开发出二氧化钛光催化剂在可见光照射下的光催化性能。研究表明在锐钛型二氧化钛光催化剂晶体中掺杂氟元素会使得二氧化钛光催化剂的吸收波长产生红移，从而在可见光区有一定的吸收。而掺杂碳元素也会使得二氧化钛光催化剂的吸收波长产生红移。
[0004]现有技术在制备碳掺杂的锐钛型二氧化钛时都采用高温或煅烧的方式进行游离碳的物理掺杂，这是因为无定形的二氧化钛要转变成锐钛型二氧化钛需要高温或煅烧，而碳元素的惨入也要高温或煅烧，通常在900℃以上，而在高温或煅烧的过程中就会破坏碳元素本身特有的结构以及特性。煅烧法制备的碳掺杂锐钛型二氧化钛并不涉及含碳基团的化学掺杂。
[0005]现有技术中，锐钛型二氧化钛也可以通过湿热法在固相载体表面沉积制备，湿热法需要在高压反应釜内80～200℃的条件下进行制备，不仅条件苛刻，而且在较低的温度下固相载体无法碳化，没有游离的碳，也就无法在锐钛型二氧化钛沉积形成的同时进行碳掺杂。
[0006]另外，现有的一些颗粒状光催化材料在用于处理底物如工业废水时，需要对颗粒状光催化材料进行一定的空间固定，常用的方法有将细小的颗粒料粘合成球状后装入透水的袋中沉入废水中进行废水处理，或挤压夹持于滤板中，使工业废水通过颗粒状光催化材料完成废水处理，这样虽然可以防止较小的颗粒料其随水流逸散，但这样不仅会造成颗粒料与废水的接触面积减小降低处理效率，更重要的是由于工业废水和滤板的遮挡，这些常用的工业废水处理操作都会导致光线难以进入光催化材料内，无法使得颗粒状光催化材料充分接触可见光，甚至在废水浓度高时，光催化材料表面的光照强度都难以保证，导致光催化材料无法接触足够的光线，催化效率大幅降低，严重影响光催化材料在废水处理中的应
用。
技术实现思路
[0007]本专利技术所要解决的技术问题：解决上述现有光催化材料在应用过程中存在的内部透光不良的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供以下的技术方案：
[0009]一种循环光催化装置的操作方法，将生物质基球状锐钛型二氧化钛颗粒料装填入循环光催化装置中对工业废水进行光催化降解，具体步骤如下：
[0010](1)将生物质基球状锐钛型二氧化钛颗粒料装填固定进入板状处理单元中，再将板状处理单元插入循环处理槽中；
[0011](2)在板状处理单元上表面循环注入需要处理的工业废水，工业废水自上而下经板状处理单元滤过后进入循环槽，循环槽内的工业废水再经循环系统重复注入板状处理单元上方，完成重复催化处理；
[0012](3)工业废水循环处理的同时在板状处理单元上方设置光源，所述板状处理单元顶部伸出若干引光柱，所述引光柱与待处理工业废水液面持平或伸出待处理工业废水液面。
[0013]优选地，所述生物质基球状锐钛型二氧化钛颗粒料由球状锐钛型二氧化钛负载于生物质表面获得；其中，生物质的质量含量为70～98％，所述球状锐钛型二氧化钛的质量含量为2～30％，所述球状锐钛型二氧化钛内掺杂有氟元素和碳元素。
[0014]优选地，所述循环光催化装置包括槽体，所述槽体上部滑动连接有板状处理单元，所述槽体的顶部设有光源，所述光源设于板状处理单元的上方，当工业废水自上而下滤过板状处理单元时，所述板状处理单元将光线引入其内部照射生物质基球状锐钛型二氧化钛颗粒料并光催化降解工业废水，所述槽体的底部设有循环槽，所述循环槽的底部开设有出水口，所述出水口上设有循环管，所述循环管的上端开口于槽体顶部，所述循环管中部设有循环泵。
[0015]优选地，所述板状处理单元包括框架，所述框架的两侧设有滑条，所述框架通过滑条与槽体上部滑动连接，所述框架的底部滑动连接有下滤板，所述框架的顶面可拆卸地连接有上滤板，所述框架内设有若干横隔板和纵隔板，所述横隔板和纵隔板将框架内部分隔为若干方格，所述生物质基球状锐钛型二氧化钛颗粒料装填于方格内，所述横隔板和纵隔板的交汇处设有引光柱，所述引光柱的上部穿出上滤板并与上滤板密封插接，所述光源设于引光柱和上滤板的上方，所述框架的四壁上还设有挡水板，所述挡水板上设有进水孔，所述进水孔设于上滤板上方，所述循环管的上端口由进水孔穿出，所述循环槽设于设于下滤板下方。
[0016]本专利技术获得的有益效果：
[0017]本专利技术在常压下通过均相沉淀法以尿素为沉淀剂，氟钛酸钠或氟钛酸铵为钛源，利用稻壳、稻杆、麦皮、麦秆等材料表面以及边缘具有大量的含氧官能团(如羟基、羧基等)为成核中心在低温下(100℃)自组装生成氟碳共掺杂的锐钛型二氧化钛复合材料。本专利技术主要原料来源于农作物废弃物，节能环保。本专利技术的光催化复合材料因具有球型结构，能够提升光生电子空穴对的分离能力，大大提高材料对可见光的利用率，在可见光下具有很好
的催化性能。
[0018]本专利技术采用引光柱将滤板表面照射的光线通过折射引入两层滤板之间，有效解决了工业废水处理时光线与锐钛型二氧化钛颗粒料接触不良的问题，可以缓解滤板和工业污水对于光催化材料的遮挡导致的催化不良问题，最大限度的发挥了氟碳共掺杂的锐钛型二氧化钛复合材料的催化性能。
附图说明
[0019]图1为实施例1制备的光催化复合材料的场发射扫描电镜图；
[0020]图2为实施例1制备的光催化复合材料的XRD图；
[0021]图3为实施例1制备的光催化复合材料的紫外可见图；
[0022]图4为实施例1制备的光催化复合材料的在可见光激发下光催化甲基橙的效果图。
[0023]图5为循环光催化装置的整体结构示意图；
[0024]图6为循环光催化装置的俯视图；
[0025]图7为图6中B
‑
B向剖视图；
[0026]图8为图6中C
‑
C向剖视图；
[本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种循环光催化装置的操作方法，其特征在于，循环光催化装置包括槽体(1)，所述槽体(1)上部滑动连接有板状处理单元，所述槽体(1)的顶部设有光源(3)，所述光源(3)设于板状处理单元的上方，当工业废水自上而下滤过板状处理单元时，所述板状处理单元将光线引入其内部照射生物质基球状锐钛型二氧化钛颗粒料并光催化降解工业废水，所述槽体(1)的底部设有循环槽(11)，所述循环槽(11)的底部开设有出水口(12)，所述出水口(12)上设有循环管(4)，所述循环管(4)的上端开口于槽体(1)顶部，所述循环管(4)中部设有循环泵(41)；所述板状处理单元包括框架(2)，所述框架(2)的两侧设有滑条(22)，所述框架(2)通过滑条(22)与槽体(1)上部滑动连接，所述框架(2)的底部滑动连接有下滤板(21)，所述框架(2)的顶面可拆卸地连接有上滤板(28)，所述框架(2)内设有若干横隔板(23)和纵隔板(27)，所述横隔板(23)和纵隔板(27)将框架(2)内部分隔为若干方格，所述生物质基球状锐钛型二氧化钛颗粒料装填于方格内，所述横隔板(23)和纵隔板(27)的交汇处设有引光柱(24)，所述引光柱(24)的上部穿出上滤板(28)并与上滤板(28)密封插接，所述光源(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：李展鹏，王海林，汪霜，
申请(专利权)人：南京诺兰环境工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。