申请日2013.04.01
公开(公告)日2013.06.12
IPC分类号C02F1/32; C02F1/78
摘要
本发明公开了一种光催化臭氧化水处理装置，包括制氧机(1)、臭氧发生器(2)和臭氧接触柱(5)，制氧机与臭氧发生器相连，臭氧发生器的出气口和臭氧接触柱底部的进气口(3)连接，所述臭氧接触柱呈圆柱状，紫外灯(4)位于臭氧接触柱中央，臭氧接触柱底部设置有微孔曝气板，微孔曝气板上方设有进水口，臭氧接触柱上还设有取样口，臭氧接触柱外壁与紫外灯的之间填充有Fe掺杂TiO2纳米管光催化剂。本发明的优点是：该装置结构紧凑，方便取样，微孔曝气并结合自行研发的新型Fe掺杂TiO2纳米管光催化剂常温常压下即可高效降解有机物;对污染物选择性低，分解彻底，不产生二次污染，具有较高的应用价值。
权利要求书
1.一种光催化臭氧化水处理装置，包括制氧机(1)、臭氧发生器(2)和臭 氧接触柱(5)，其特征在于，制氧机与臭氧发生器相连，臭氧发生器的出气口 和臭氧接触柱底部的进气口(3)连接，所述臭氧接触柱呈圆柱状，紫外灯(4) 位于臭氧接触柱中央，臭氧接触柱底部设置有微孔曝气板，微孔曝气板上方设 有进水口，臭氧接触柱上还设有取样口，臭氧接触柱外壁与紫外灯的之间填充 有Fe掺杂TiO2纳米管光催化剂。
2.如权利要求1所述的光催化臭氧化水处理装置，其特征在于，所述Fe掺 杂TiO2纳米管光催化剂制备步骤如下：
将1.0g P-25TiO2粉末及0.0505g Fe(NO3)3·9H2O加入到NaOH溶液中，磁力 搅拌0.5h，移入聚四氟乙烯烧杯中，105℃反应24h，取出冷却至室温，蒸馏水 洗涤至中性，用0.1mol/L盐酸浸泡0.5h，再次洗涤至中性，60℃烘干，在马弗 炉内以500℃-550℃煅烧2h，研磨得到Fe掺杂TiO2纳米管光催化剂。
3.如权利要求2所述的TiO2纳米管光催化剂的制备方法，其特征在于，所 述Fe掺杂TiO2纳米管光催化剂中Fe掺杂量为1%。
4.如权利要求2所述的TiO2纳米管光催化剂的制备方法，其特征在于，所 述P-25TiO2粉末比表面积为50m2/g，平均粒径21nm，锐钛矿和金红石矿分别 占总质量的80%和20%。
5.如权利要求2所述的TiO2纳米管光催化剂的制备方法，其特征在于，所 述马弗炉内以500℃或550℃进行煅烧。
6.如权利要求2所述的TiO2纳米管光催化剂的制备方法，其特征在于，所 述Fe掺杂TiO2纳米管光催化剂的比表面积为141m2/g-118m2/g。
说明书
一种光催化臭氧化水处理装置
技术领域
本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种光催化臭氧化水处理装置。
背景技术
近年来，由于工农业废水和生活污水大量排放，湖泊、水库等水体有机物含 量增高，水污染严重。自2007年7月1日起，新《生活饮用水卫生标准》开始 实施，该标准加强了对水质有机物、微生物和水质消毒等方面的要求，饮用水 水质指标由原标准的35项增至106项。新标准明确规定，生活饮用水必须保证 流行病学安全;水中所含化学物质和放射性物质不得对人体健康产生危害，不 得产生急性或慢性中毒及潜在的远期危害(致癌、致畸、致突变);生活饮用水 必须确保感官性状良好，能被饮用者接受。
臭氧作为一种强氧化剂，对腐植酸的处理有一定作用。光催化臭氧化技术 可以产生具有极强的氧化能力的活性羟基自由基(·OH)，是一种高效的污染物 去除方法，对多种污染物都有很好的去除效果。光催化剂中，以TiO2最为常见。 TiO2光催化法具有如下优点：常温常压下即可催化降解有机物;对污染物选择 性低，分解彻底，不产生二次污染;可去除低浓度有机污染物;颗粒比表面积 大，吸附点位多，对污染物去除率高。此外，TiO2本身不具毒性，价格低廉， 具有较强的抗腐蚀能力，广泛应用于水处理领域。纳米管TiO2的比表面积较TiO2粉末大，可提供更多的污染物吸附点位，并为电子-空穴对分离提供更大的面积。 然而，TiO2的禁带宽度较宽，光反应中电子与空穴较易复合，从而抑制了TiO2的光催化性能。向纳米管TiO2中掺杂金属离子，则能够有效改变TiO2纳米管的 光催化效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种光催化臭氧化水处理装置，从而提高对水中有机物 的处理效果：
一种光催化臭氧化水处理装置，包括制氧机(1)、臭氧发生器(2)和臭氧 接触柱(5)，其特征在于，制氧机与臭氧发生器相连，臭氧发生器的出气口和 臭氧接触柱底部的进气口(3)连接，所述臭氧接触柱呈圆柱状，紫外灯(4) 位于臭氧接触柱中央，臭氧接触柱底部设置有微孔曝气板，微孔曝气板上方设 有进水口，臭氧接触柱上还设有取样口，臭氧接触柱外壁与紫外灯的之间填充 有Fe掺杂TiO2纳米管光催化剂。
进一步地，所述Fe掺杂TiO2纳米管光催化剂制备步骤如下：
将1.0g P-25TiO2粉末及0.0505g Fe(NO3)3·9H2O加入到NaOH溶液中，磁力 搅拌0.5h，移入聚四氟乙烯烧杯中，105℃反应24h，取出冷却至室温，蒸馏水 洗涤至中性，用0.1mol/L盐酸浸泡0.5h，再次洗涤至中性，60℃烘干，在马弗 炉内以500℃-550℃煅烧2h，研磨得到Fe掺杂TiO2纳米管光催化剂。
进一步地，所述Fe掺杂TiO2纳米管光催化剂中Fe掺杂量为1%。
进一步地，所述P-25TiO2粉末比表面积为50m2/g，平均粒径21nm，锐钛矿 和金红石矿分别占总质量的80%和20%。
进一步地，所述马弗炉内以500℃或550℃进行煅烧。
进一步地，所述Fe掺杂TiO2纳米管光催化剂的比表面积为141m2/g-118 m2/g。
本发明的优点在于：
1)催化剂本身不具毒性，价格低廉，具有较强的抗腐蚀能力，对污染物催 化效率高。
2)该装置结构紧凑，方便取样，微孔曝气并结合自行研发的新型Fe掺杂 TiO2纳米管光催化剂常温常压下即可高效降解有机物;对污染物选择性低，分 解彻底，不产生二次污染，具有较高的应用价值。