【技术实现步骤摘要】
一、本专利技术涉及环境污染控制，具体涉及一种以长余辉纳米涂层实现光催化反应器自清洁的方法，通过在反应器中引入长余辉纳米涂层材料，实现对光催化涂层的持续稳定清洁，避免无光条件下微生物的滋生和憎水性污染物在光催化涂层表面的附着，同时可以保证在高浊度条件下对光催化涂层的充分外照，提高光量子产率，降低电子空穴分离率。
技术介绍
0、二、
技术介绍
1、光催化反应是基于半导体光催化的反应原理，通过光能驱动催化剂产生实现电子和空穴的分离，实现氧化还原反应，进而有效降解水中污染物。该技术的应用不仅有助于减少水环境污染，而且因其反应条件温和、催化效率高、无二次污染等优点，被视为一种极具潜力的水污染治理技术。在水污染控制中，光催化反应器主要用于处理有机污染物、重金属污染、色度污染以及细菌和病毒等。例如，光催化技术可以有效降解苯、甲苯、乙苯等有机污染物，将其转化为co2和h2o等无害物质。同时，它还能将水中含有的汞、铬等重金属物质转化为低毒无害的金属离子，从而减少其对环境的危害。在处理含有色素的废水时，光催化技术也能去除色素分子，实现水质的净化。此外，光催化技术还可以利用紫外光杀灭水中的微生物，对于生活饮用水的净化具有显著效果。徐春华等概述了光催化反应器及其发展史，并讨论了管式和环式光催化反应器等多种类型反应器的优势与不足。zhao等对固定床光催化反应器中流场的数值模拟与实验研究则通过数值模拟和实验方法，研究了环形固定床光催化反应器的内部流速场和压力场，为反应器的设计和优化提供了理论支持。
2、但光催化反应器在环境水污染处理中
3、分析当前光催化反应器存在的问题，亟需开发一种能够应对微生物滋生问题、解决浊度和色度导致的光屏蔽、减少维护成本的自清洁型光催化反应器及相应的光催化反应器自清洁的方法。自清洁光催化反应器能够保持清洁的表面和高效的光能利用率，从而提高光催化反应的效率。这对于处理复杂的水体污染问题具有重要意义。自清洁光催化反应器的应用将带来显著的经济和社会效益。通过提高光催化效率、减少维护成本等方式，可以降低水处理和空气净化等环保项目的运营成本，提高项目的经济效益。同时，它还有助于改善环境质量、保护人类健康和社会可持续发展。
技术实现思路
0、三、
技术实现思路
1、本专利技术是鉴于现有技术中存在的问题而做出的，本专利技术的目的在于提供一种以长余辉纳米涂层实现光催化反应器自清洁的方法。该方法通过在反应器中引入长余辉纳米涂层材料，实现对光催化涂层的持续稳定清洁，避免无光条件下微生物的滋生和憎水性污染物在光催化涂层表面的附着，同时可以保证在高浊度条件下对光催化涂层的充分外照，提高光量子产率，降低电子空穴分离率。
2、紫外长余辉材料，又称紫外光致长余辉发光材料，是一种特殊的发光材料，能够在紫外线光、太阳光或特定光源的激发下，储存能量并在激发停止后持续发出可见光。这种材料在黑暗环境中仍然能够持续发光，因此被称为“长余辉”或“夜光”材料。紫外长余辉材料主要由基质和激活剂两部分组成，其中基质是发光材料的主体，激活剂则用于提高发光效率和发光时间。
3、紫外长余辉材料能够将紫外光高效地转化为可见光，发光效率高，发光亮度强。该材料在激发停止后能够持续发出可见光，余辉时间长，可达数小时至数十小时，甚至更长。光稳定性好，可以长时间稳定发光，不受环境光影响，具有较强的耐候性，能够在不同温度和湿度条件下稳定工作，通过调整材料的组成和制备工艺，可以制备出具有不同发光波长的紫外长余辉材料，以满足不同应用场合的需求。
4、紫外长余辉材料的发展历史可以追溯到19世纪末。当时，科学家们发现了一些具有长余辉特性的材料，但由于发光效率低、余辉时间短等问题，这些材料并没有得到广泛应用。直到20世纪初期，随着对发光材料研究的深入，紫外长余辉材料的研究也逐渐得到了重视。1866年，法国化学家西多特首先制备出了zns:cu发光材料，这是长余辉发光材料的早期代表。随后，科学家们对长余辉发光材料进行了大量的研究，发现了一些具有更高发光效率和更长余辉时间的材料。进入20世纪，德国物理学家勒纳德对长余辉光致发光材料进行了详细的研究，并系统地研究了硫化物中激活剂的作用和荧光衰减曲线。他提出的“中心论”一说，为长余辉发光材料的研究提供了重要的理论基础。1946年，froelich发现以铝酸盐为基体制备出的发光材料sral2o4:eu2+具有优异的发光性能。这种材料在经过太阳光或紫外线的照射后，可以发出波长为400～520nm的有色光，并且余辉时间长达数小时。进入90年代，对sral2o4:eu2+系统的研究主要集中在添加eu之外的第二种激活剂，如dy、nd等，以进一步提高发光效率和余辉时间。同时，科学家们还探索了其他新的基质材料和激活剂组合，以制备出具有更好性能的长余辉发光材料。
5、紫外长余辉材料在光催化反应器自清洁方面具有广阔的应用前景和潜力。通过合理的设计和制备工艺，将紫外长余辉材料均匀分布在反应器内部，配置适当的紫外光源，可以激发紫外长余辉材料产生长余辉效应，当光源关闭时，紫外长余辉材料继续发出紫外光，维持光催化反应器的自清洁功能。相比传统光催化反应器需要持续开启光源进行自清洁，利用紫外长余辉材料可以显著减少能源消耗和运行成本。紫外长余辉材料不产生有害物质和放射性污染，对环境友好且安全可靠。
6、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案，一种以长余辉纳米涂层实现光催化反应器自清洁的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：：
7、步骤1，光催化反应器的光源选用外径为15mm的单端四针预热式紫外灯管(1)，其主波长为185nm；
8、步骤2，选择长度与内径与紫外灯管相匹配的石英防水罩(2)，确保石英防水罩内径不小于17mm，不大于20mm，壁厚不超过2mm；
【技术保护点】
1.一种以长余辉纳米涂层实现光催化反应器自清洁的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.如权利要求1中所述的一种以长余辉纳米涂层实现光催化反应器自清洁的方法，其特征在于，步骤3中所述的透明紫外光催化剂(3)，其成分可为TiO2、Bi2O3、SrTiO3、SiC之一种，优选TiO2。
3.如权利要求1中所述的一种以长余辉纳米涂层实现光催化反应器自清洁的方法，其特征在于，步骤5中所述的紫外长余辉材料，其成分可为NaLuSiO4:Pr3+、MgZnGe2O6:Sn2+、Ca2Al2GeO7:Pr3+之一种，优选NaLuSiO4:Pr3+，其激发波长在120～200nm之间，发射波长在362～420nm之间，余辉时长在2～6h不等。
【技术特征摘要】
1.一种以长余辉纳米涂层实现光催化反应器自清洁的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.如权利要求1中所述的一种以长余辉纳米涂层实现光催化反应器自清洁的方法，其特征在于，步骤3中所述的透明紫外光催化剂(3)，其成分可为tio2、bi2o3、srtio3、sic之一种，优选tio2。
3.如权利要求1中...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷立峰，郭涛，杨博轩，林源忠，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：
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