薄板组合式光触媒载体结构制造技术

本发明专利技术公开了一种薄板组合式光触媒载体结构，该载体结构将数片薄板按一定的几何形状围绕紫外光源排列组合于一起，紫外光源位于该几何形状的中央位置，每一片薄板的表面均载有光触媒，各薄板之间留有供流体流动的间隙。该载体结构能充分利用了紫外光的直线传播特点，可以使该光触媒载体获得超大的紫外光照射比表面积，同时通过增加薄板的数目或拓展薄板的叶片尺寸，相应地调整薄板的排列位置，可以获得更大的紫外线照射比表面积，当该薄板组合式光触媒载体结构应用于污染物处理系统后，能获得更高的处理效率，为利用光触媒进行污染物处理系统提供了技术保障。同时能减少处理系统的投资成本和使用成本，并可以节约资源和减少能源消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对污染物流体进行过滤处理的光触媒处理器中的部件，更具体地指一种薄板组合式光触媒载体结构。
技术介绍
光触媒(如纳米二氧化钛)的光催化特性在1972年由日本藤屿昭教授发现，至今已得到广泛的研究和应用。光催化的基本原理是当半导体氧化物(如二氧化钛)纳米粒子受到大于禁带宽度能量的光子(如紫外光)照射后，电子从价带跃迁到导带，产生了电子-空穴对，电子具有还原性，空穴具有氧化性，空穴与氧化物半导体纳米粒子表面的OH-反应生成氧化性很高的OH自由基，活泼的OH自由基可以把许多难降解的有机物氧化为CO2和H2O等无机物。光触媒应用中，最为有效的方式是直接利用紫外光源对光触媒进行照射。因为紫外线本身对人体有伤害，因此，把光触媒和紫外光源放置于一个具有一定体积的避免紫外线外泄的壳体中，是光触媒技术应用的一种重要形式。而光触媒一般是负载在一定的载体上，这样，在一定体积的载体中，其能被紫外线照射而使光触媒有效作用的紫外线照射比表面积的大小将成为光触媒式污染物处理系统有效性的关键。现有的光触媒处理器中，常用的一些载体有泡沫金属、多孔陶瓷材料、铝蜂窝状过滤网、金属丝网、无纺布等，这些载体有很高的比表面积，但是，这些载体本身是有很多丝状、条状、块状、片装的小支块相互交错组合在一起的，这些丝状、条状、块状、片装的小枝块相互重叠与阻隔，当利用紫外光线进行照射时，特别是在使用线(柱)状光源(如直型的紫外线灯管)时，实际上由于光的直线传播特点，只有最外侧靠近光源的部分小支块能被紫外光线照射到，而小支块的背光面、以及很多在这些被紫外光线照射到的小支块所形成的阴影中的其它小支块的表面是无法被紫外光线照射到，从而其上面的光触媒不能被有效激发而影响了系统的光催化效率，所以这些具有高比表面积光触媒载体上的光触媒被紫外线照射到的有效表面积却是很小的。因此，在一定的体积下，上述的载体无法再提供更多有效的能被紫外线照射到的表面积，形成该光触媒技术在实际应用中的一个难以突的瓶颈。在已公开的一些技术及专利文献中，光触媒载体与紫外灯光源的布置方式主要有两种(1)光触媒载体11做成圆柱状，紫外线灯管12布置在此圆柱载体的轴上，如图1所示；(2)光触媒载体11做成片状，在这些片状载体11的两侧布置紫外线灯管12，如图2所示。在这些布置方式下，根据上述的分析，光触媒载体的表面积是不可能被紫外光全部照射到的，同时，由于这些载体上存在孔隙，紫外光线可能穿透这些载体而浪费掉；因此，由于紫外光线的直线传播特点的存在，利用高比表面积的光触媒载体在这些布置方式下的效果依旧是相当于类似紫外线灯管照射于一个面上的效果，其有效照射面积与由这些载体所形成的实心形体的表面积很接近，即如圆柱体的内表面积，或矩形薄板的矩形面积。因此，如何提高光触媒载体的有效照射的比表面积一直是业界非常关注的，特别是光触媒处理器的体积一定的情况下，提高光触媒载体受紫外线照射的有效比表面积，则更为业界所关注。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对传统的光触媒载体存在的有效照射的比表面积低的缺点，提供一种薄板组合式光触媒载体结构，该光触媒载体结构能在载体几何实心形体的体积一定的情况下，有效照射的表面积却大大提高，能为利用光触媒进行污染物处理系统的处理效率的提高提供了技术保障。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案该薄板组合式光触媒载体结构包括数片薄板、紫外光源，所述的数片薄板按一定的几何形状围绕紫外光源排列组合于一起，紫外光源位于该几何形状的中央位置，每一片薄板的表面均载有光触媒，各薄板之间留有供流体流动的间隙。所述的数片薄板排列组合的截面几何形状可为圆形、椭圆形、矩形、三角形、多边形或其它几何形状的任一种。所述的数片薄板的排列间隔可为均匀分布或不均匀分布。所述的数片薄板可为平面板、圆弧板、折弯板、波浪形板中的任何一种。所述的薄板为实心板或分布有小孔或条槽的板。所述的薄板的材料可以是玻璃、高分子材料、陶瓷、金属，以及泡沫金属材料，或其它刚性或柔性材料中的任一种。所述的紫外光源可以是点状紫外光源、柱状紫外光源，平面紫外光源，或是其它形状的光源中的一种。所述的紫外光源可以是点状紫外光源、柱状紫外光源、平面紫外光源，或是其它形状的光源组合光源。所述的薄板的形状可以是任意几何形状，薄板与光源之间的位置可以同处一个平面或平行，或者光源的轴线与薄板存在一个任意的夹角。在本专利技术的上述技术方案中，一改将紫外光源直接投射到光触媒载体的平面上，而是采用了将数片薄板按一定的几何形状围绕紫外光源排列组合于一起，紫外光源位于该几何形状的中央位置，每一片薄板的表面均载有光触媒，各薄板之间留有供流体流动的间隙。这样的一种薄板组合式光触媒载体结构布置方式能充分利用了紫外光的直线传播特点，可以使该光触媒载体获得超大的紫外光照射比表面积，同时通过增加薄板的数目或拓展薄板的叶片尺寸，相应地调整薄板的排列位置，可以获得更大的紫外线照射比表面积，当该薄板组合式光触媒载体结构应用于污染物处理系统后，能获得更高的处理效率，为利用光触媒进行污染物处理系统提供了技术保障。同时能减少处理系统的投资成本和使用成本，并可以节约资源和减少能源消耗。附图说明图1为传统的光触媒载体呈圆柱状结构示意图。图2为传统的光触媒载体呈片状结构示意图。图3为本专利技术的光触媒载体结构的实施例1示意图。图4为图3的确俯视示意图。图5为本专利技术的光触媒载体结构的实施例2示意图。图6为本专利技术的光触媒载体结构的实施例3示意图。图7、图8分别为本专利技术的光触媒载体结构的实施例4、5示意图。图9、图10分别为本专利技术的光触媒载体结构的实施例6、7示意图。图11、图12分别为本专利技术的光触媒载体结构的实施例8、9示意图。图13、图14分别为本专利技术的光触媒载体结构的实施例10、11示意图。图15、图16分别为本专利技术的光触媒载体结构的实施例12、13示意图。图17为本专利技术的光触媒载体结构的实施例14示意图。图18为本专利技术的光触媒载体的薄板结构示意图。图19至图22分别为本专利技术的光触媒载体中薄板的布置举例示意图。图23至图30分别为本专利技术的光触媒载体中薄板形状以及薄板与紫外光源的位置示意图。具体实施例方式为了能更好地理解本专利技术的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。请先参阅图3、图4所示，本专利技术的薄板组合式光触媒载体结构包括数片薄板21、紫外光源22，所述的数片薄板21按一定的几何形状围绕紫外光源22排列组合于一起，紫外光源22位于所确定的几何形状的中央位置，每一片薄板21的表面均载有光触媒，各薄板21之间沿周向错开一定的角度，使薄板21之间形成间隙，以供流体在这些间隙中流动。在图3、图4所示的实例可以看出，薄板21置于紫外光源22的外围侧面进行布置，其中的薄板21为平面板，且该平面板与紫外灯轴线错开一定的距离，使用薄板的数目为60片。以图3、图4所示的薄板组合式光触媒载体结构与图1所示传统的光触媒载体结构进行其有效比表面积可进行计算比较如下取R＝150mm，r＝40mm，Length＝1000mm，以及取薄片数目N＝120片，则在该结构中，紫外光有效照射的光触媒表面积A1可估算为A1＝(0.150-0.040)×1.000×2×120＝26.4平方米；图1所示的载体结构中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄板组合式光触媒载体结构，　　　　其特征在于：　　　　该载体结构包括数片薄板、紫外光源，　　　　所述的数片薄板按一定的几何形状围绕紫外光源排列组合于一起，紫外光源位于该几何形状的中央位置，每一片薄板的表面均载有光触媒，各薄板之间留有供流体流动的间隙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小明，
申请(专利权)人：杨小明，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]