一种光电催化水质净化器，涉及可用于饮用水、微污染水质、水源水的净化、杀菌及消除有机污染物的水质净化装置。其结构包括反应器壳体、紫外灯管和ＴｉＯ↓［２］光电极等，在ＴｉＯ↓［２］光电极的两外侧分别设有一阴极和一参考电极，由一电势恒定器向ＴｉＯ↓［２］光电极、阴极和参考电极提供相应的偏压电势，使ＴｉＯ↓［２］光电极和阴极之间形成电势差。本实用新型专利技术利用光电催化原理，克服光催化反应空穴－电子容易复合的缺点，能大大提高水质净化处理效率。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及可用于饮用水、微污染水质、水源水的净化、杀菌及消除有机污染物的水质净化装置。光催化氧化技术已经过近三十年来的研究与发展，但在净化处理水体系的商业应用进展缓慢，主要原因在于(1)在实际反应过程中，主要氧化物种光生空穴寿命短，空穴与电子极易复合，大大限制了光催化反应速度；(2)大多数水体中溶解过渡金属和盐类的存在对光催化反应过程产生不良影响。本技术的任务是针对现有光催化净化水质存在的问题，提出一种能提高对水体水质处理速度和效果的光电催化水质净化器。本技术的技术方案是基于光电催化原理而提出的光电催化水质净化器，其基本结构是，在一筒形反应器壳体的中轴位置设置一紫外灯管，该紫外灯管套在一石英玻璃套管之中，在石英玻璃套管之外套装一基本成筒形的TiO2光电极，所说的筒形的TiO2光电极的筒壁上具有通水孔或水流通道，在TiO2光电极的外侧位于其中轴两侧分别设有一阴极和一参考电极，由一电势恒定器向TiO2光电极、阴极和参考电极提供相应的偏压电势，使TiO2光电极和阴极之间形成电势差。本技术的反应器壳体与TiO2光电极的形状可为圆筒形。所说的TiO2光电极为在筒形基体上涂覆有一层TiO2膜构成。所说的TiO2膜中可渗杂Fe、Ze、WO3或SiO2，以增加TiO2光电极的活性。其制备方法可采用常规的溶胶-凝胶法制得TiO2溶胶，在溶胶中可渗杂Fe、Ze、WO3或SiO2，再采用浸渍-提拉法将溶胶浸渍在光电极筒形基体上，再经高温焙烧后制成。所说的筒形基体的筒壁应具有通水孔或水流通道，例如可为网状结构。所说的筒形基体的基质材料为Ti或Ni。所说的TiO2光电极与阴极之间的电势差可调控在0.5～5V范围。用本技术处理水质，由于利用了光电催化原理，当待处理水体流经反应器时，水体中的有毒有机物被经紫外线照射的TiO2光电极光电催化降解成无毒的小分子化合物，细菌也被紫外光杀死，从而达到对水质的净化、脱毒和灭菌的深度处理效果。本装置所产生的光电催化过程，即在TiO2半导体催化剂上施加正向偏压以迫使光生电子流向阴极，能阻碍光生电子与空穴的复合，延长空穴的寿命。且由于在光电催化过程中过渡金属沉积在阴极，保护了TiO2光电极，因此该过程对于含有溶解过渡金属的水体系同样适用。附图为本技术实施例的结构示意图。以下结合附图对本技术的实施方式作进一步的详细说明。本光电催化水质净化器实施例的反应器壳体6为一圆筒形的壳体，该圆筒形壳体的内径为13.6cm，高为38cm，材质为不锈钢，其中轴部位装有紫外灯管4，该紫外光管采用20W的紫外杀菌灯，套在石英玻璃套管3之中，该石英玻璃套管的外径为3.4cm。在石英玻璃套管的外周套装有一圆筒形的TiO2光电极1，其轴线与反应器壳体6的轴线重合，内径为42cm，高度为20cm。该TiO2光电极基体的基质材料为Ti，基体为网状结构的圆筒形。阴极2和参考电极5设置于TiO2光电极1外壁与反应器壳体6内壁之中间部位，对称设置于反应器轴线的两侧。有一电势恒定器7向TiO2光电极1提供正向偏压，使TiO2光电极与阴极2之间形成电势差，其电势差范围为0.5～5V。电势恒定器还向参考电极5提供参考电势。权利要求1.一种光电催化水质净化器，其特征在于有一筒形反应器壳体(6)，在该反应器中轴位置设置一紫外灯管(4)，该紫外灯管套在一石英玻璃套管(3)之中，在石英玻璃套管(3)之外套装一基本成筒形的TiO2光电极(1)，所说的筒形的TiO2光电极(1)的筒壁上具有通水孔或水流通道，在TiO2光电极(1)的外侧位于其中轴两侧分别设有一阴极(2)和一参考电极(5)，由一电势恒定器(7)向TiO2光电极(1)、阴极(2)和参考电极(5)提供相应的偏压电势，使TiO2光电极(1)和阴极(2)之间形成电势差。2.根据权利要求1所述的光电催化水质净化器，其特征在于所说的反应器壳体(6)与TiO2光电极(1)均为圆筒形。3.根据权利要求1或2所述的光电催化水质净化器，其特征在于所说的TiO2光电极(1)为在筒形基体上涂覆有一层TiO2膜构成。4.根据权利要求3所述的光电催化水质净化器，其特征在于所说的筒形基体的筒壁为网状结构。5.根据权利要求3所述的光电催化水质净化器，其特征在于所说的筒形基体的基质材料为Ti或Ni。5.根据权利要求1所述的光电催化水质净化器，其特征在于所说的TiO2光电极(1)与阴极(2)之间的电势差为0.5～5V。专利摘要一种光电催化水质净化器,涉及可用于饮用水、微污染水质、水源水的净化、杀菌及消除有机污染物的水质净化装置。其结构包括反应器壳体、紫外灯管和TiO文档编号C02F1/32GK2458286SQ0026003公开日2001年11月7日 申请日期2000年12月19日 优先权日2000年12月19日专利技术者朱春媚, 王良焱, 陈非力, 郑少健, 黄琮, 杨宝山, 冯满枝 申请人:中国科学院广州能源研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光电催化水质净化器，其特征在于有一筒形反应器壳体（６），在该反应器中轴位置设置一紫外灯管（４），该紫外灯管套在一石英玻璃套管（３）之中，在石英玻璃套管（３）之外套装一基本成筒形的ＴｉＯ↓［２］光电极（１），所说的筒形的ＴｉＯ↓［２］光电极（１）的筒壁上具有通水孔或水流通道，在ＴｉＯ↓［２］光电极（１）的外侧位于其中轴两侧分别设有一阴极（２）和一参考电极（５），由一电势恒定器（７）向ＴｉＯ↓［２］光电极（１）、阴极（２）和参考电极（５）提供相应的偏压电势，使ＴｉＯ↓［２］光电极（１）和阴极（２）之间形成电势差。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱春媚，王良焱，陈非力，郑少健，黄琮，杨宝山，冯满枝，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]
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