一种光催化反应器的制作方法

本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及一种光催化反应器。

背景技术：

持久性有机污染物(persistentorganicpollutants，简称pops)是对具有长期残留性和大范围迁移性、生物蓄积性、半挥发性及对生物体有高毒性的一类天然的或人工合成的有机物及其衍生物的统称，pops污染逐渐成为目前国际上备受关注的新的全球性环境问题。随着国内工农业经济的高速发展,有关水体中pops经各种途径的排放量不断上升，污染状况呈现恶化趋势，造成的健康问题日趋严重，调查研究表明，地表水环境普遍受到持久性有机物的污染，水源水、地下水水质也面临严峻的考验。

光催化降解是pops在环境中的重要转化途径，也是最常用的化学降解方法。现有的光催化反应器，存在设备复杂，制造成本高，能源消耗高的技术问题，光催化材料不能循环利用。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种光催化反应器，该装置包括筒体，所述筒体包括由下到上依次设置的混合区、上升区和下降区；所述混合区上设有进水管和穿孔挡板，所述穿孔挡板位于混合区的顶部；所述上升区和下降区中间设有由石英套管包裹的氙灯；所述下降区四周设有出水堰；所述出水堰下连接排水管。

优选地，所述下降区由下到上直径增大，减小水流速度，易于光催化剂沉淀再利用。

优选地，所述氙灯选用350w，在套管夹层通入冷却水以保持反应溶液的恒温。

优选地，所述混合区中加入负载铋系异质结的石墨烯光催化剂。

本实用新型光催化反应器，以氙灯作为模拟太阳光源，构建连续流反应器。该反应器包括混合区、上升区和下降区。所述的混合区连接有进水管，所述上升区和下降区中间有氙灯光源。所述下降区周围有溢流出水堰，出水堰下端连接出水管。

上述反应器中采用柱体结构，上升区和下降区的直径不同。

上述所制备的光催化反应器主要应用于对水体pops的降解，分别以含pops的模型污水和实际污水为处理对象，在污染物和光催化达到吸附平衡后，每隔一定时间取样测定pops浓度和cod、toc的含量。

与现有技术相比，本实用新型所提供的技术方案的优点在于：

(1)反应器下降区，直径增大，易于光催化材料的沉淀和循环利用。

(2)反应器结构合理，操作简单，水力搅拌节省能耗，费用成本低。

(3)使用的负载铋系异质结的氧化石墨烯光催化材料具有高强度、高比表面积和强吸附等特点，可以有效解决粉末状光催化剂在使用后难以分离和回收利用的难题，避免了纳米材料对环境造成的二次污染等问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例的光催化反应器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细介绍本实用新型技术方案。

如图1所示，本实用新型公开了一种光催化反应器。

该装置包括筒体1，所述筒体1含有混合区3、上升区4和下降区5；所述混合区3上设有进水管2和穿孔挡板10；所述上升区4和下降区5中间设有由石英套管7包裹的氙灯6；所述下降区5四周设有出水堰8；所述出水堰8下连接排水管9。

在本实用新型实施例中，分别以pops的模型污水和实际污水为处理对象，经过进水管2，在混合区3与负载铋系异质结的氧化石墨烯光催化剂进行混合，然后经过上升区4和下降区5，在氙灯6的照射下进行光催化降解，最后经过出水堰8和排水管9流出。

在本实用新型实施例中，所述混合区3上设置有挡板10，可以增加水流扰动。

在本实用新型实施例中，所述下降区5直径增大，减小水流速度，易于负载铋系异质结的氧化石墨烯光催化剂沉淀再利用。

在本实用新型实施例中，所述氙灯6选用350w，将其放入石英套管7，并在套管夹层通入冷却水以保持反应溶液的恒温。

在本实用新型实施例中，所述混合区3中加入负载铋系异质结的石墨烯光催化剂。

本实用新型连续流反应器主要应用于对水体pops的降解，分别以含pops的模型污水和实际污水为处理对象。

本实用新型公开了一种光催化反应器，将模拟光源放入石英套管，并在套管夹层通入冷却水以保持反应溶液的恒温，然后将此光源设备垂直插入装有负载铋系异质结的氧化石墨烯光催化材料的反应器中。本实用新型提供的光催化反应器具有设备简单、制备成本低廉、反应条件温和、能源消耗低和产物可控制备等优点；实现对水体pops的有效降解。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种光催化反应器，其特征在于，包括筒体(1)，所述筒体(1)包括由下到上依次设置的混合区(3)、上升区(4)和下降区(5)；所述混合区(3)上设有进水管(2)和穿孔挡板(10)，所述穿孔挡板(10)位于混合区(3)的顶部；所述上升区(4)和下降区(5)中间设有由石英套管(7)包裹的氙灯(6)；所述下降区(5)四周设有出水堰(8)；所述出水堰(8)下连接排水管(9)。

2.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于，所述下降区(5)由下到上直径增大，减小水流速度，易于光催化剂沉淀再利用。

3.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于，所述氙灯(6)选用350w，在套管夹层通入冷却水以保持反应溶液的恒温。

4.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于，所述混合区(3)中加入负载铋系异质结的石墨烯光催化剂。

技术总结
本实用新型公开了一种光催化反应器，包括筒体，所述筒体包括混合区、上升区和下降区；所述混合区上设有进水管和穿孔挡板，所述上升区和下降区中间设有由石英套管包裹的氙灯；所述下降区四周设有出水堰；所述出水堰下连接排水管。本实用新型反应器下降区，直径增大，易于负载铋系异质结的氧化石墨烯光催化材料的沉淀和循环利用；反应器结构合理，操作简单，水力搅拌节省能耗，费用成本低。

技术研发人员：张惠宁;尹鑫;吴志国;高世铭;闫鹏勋;韩建平;张登启
受保护的技术使用者：甘肃省科学院;兰州理工大学;白银市实创高新产业研究院
技术研发日：2019.09.27
技术公布日：2020.06.02