[实用新型]一种微波辅助光催化降解反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化学反应装置，尤其涉及一种微波辅助光催化降解反应装置，属于化学工程实验仪器技术领域。

背景技术

紫外光催化氧化水处理技术是一种高效无选择性的有机物矿化处理技术，但在实际应用中仍然存在反应速率慢、量子效率低等导致能源消耗大、工作效率低等问题。近年来，随着微波技术的不断成熟和微波化学学科的发展，将微波技术引入到光催化反应体系中，以期在微波辐射作用下进一步提高催化材料对有机污染物的光催化降解效果。微波是一种电磁波，有物理、化学、生物学效应，可用于各种目的，如微波加热；微波诱导催化反应。其应用有以下优点：加热均匀；加热速度快，一般只需通常加热的十分之一时间，可产生所需的物理和化学作用；能源不热，可使设备冷态工作；微波加热促进化学反应；反应灵敏、便于控制；可抑制辐射，容易屏蔽，有利于劳动保护等。如何将微波技术应用到光催化反应体系中是当前研究的重要课题。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种微波辅助光催化降解反应装置，是将微波技术引入到光催化反应体系中，在微波反应器内通过可调功率微波激发微波无极灯发光，对工业废水中的有机污染物进行光催化降解，可大大提高工作效率，降低能源消耗。

本实用新型的技术方案是：一种微波辅助光催化降解反应装置，它是由微波反应器机身、反应液容器、容器盖、微波无极灯、固定架、空气泵、蠕动泵、螺旋冷凝装置、反应液出管、反应液回管、通气管组成。装有反应液的反应液容器置于微波反应器机身内，微波无极灯通过固定架置于反应液容器内，空气泵出口通过通气管穿过微波反应器机身、穿过容器盖深入到反应液容器下部，反应液出管、反应液回管穿过微波反应器机身、穿过容器盖置于反应液容器内，其外管路串接有蠕动泵、螺旋冷凝装置。所述的微波反应器机身的面板上设有时间显示器、时间调节器、功率示数板、功率调节钮、炉门开关。

本实用新型的有益效果是：提供了一种微波辅助光催化降解反应装置，该装置结构简单、经济适用。通过该装置可在实验室内对各种环境下的有机污染物光催化降解效果进行处理参数选择和处理效果对比试验，从而得出科学数据，推动微波辅助光催化降解技术在工业废水、废液处理实际工程中应用。将为工业废水等环境污染的治理开拓新时代。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型一种微波辅助光催化降解反应装置的结构示意图。

图中标号

1、微波反应器机身   2、反应液容器     3、容器盖    4、微波无极灯

5、固定架   6、反应液  7、空气泵   8、蠕动泵    9、螺旋冷凝装置 

10、反应液出管  11、反应液回管  12、时间显示器  13、时间调节器

14、功率示数板  15、功率调节钮  16、炉门开关    17、通气管。

具体实施方式

请参阅图1，一种微波辅助光催化降解反应装置，它是由微波反应器机身、反应液容器、容器盖、微波无极灯、固定架、空气泵、蠕动泵、螺旋冷凝装置、反应液出管、反应液回管、通气管组成。装有反应液6的反应液容器2置于微波反应器机身1内，微波无极灯4通过固定架5置于反应液容器2内，空气泵7出口通过通气管17穿过微波反应器机身1、穿过容器盖3深入到反应液容器2下部，反应液出管10、反应液回管11穿过微波反应器机身1、穿过容器盖3置于反应液容器2内，其外管路串接有蠕动泵8、螺旋冷凝装置9。所述的微波反应器机身1的面板上设有时间显示器12、时间调节器13、功率示数板14、功率调节钮15、炉门开关16。

工作过程及工作原理：工业废液即反应液6装入反应液容器2后，连接通气管17和空气泵7、连接反应液出管10、反应液回管11及蠕动泵8、螺旋冷凝装置9并连接好螺旋冷凝装置9的冷却循环水。即可开动设备进行处理参数试验，空气泵7的气体吹动反应液6翻动，可加速催化剂对反应液6的催化作用，蠕动泵8和螺旋冷凝装置9是将反应液6在反应液容器2内反应过程中升高的温度迅速降下来。通过输入的参数和得到的处理效果可确定最佳实施工艺方案。将微波和微波无极灯引入到了光催化反应中可以提高光催化活性，微波无极灯具有较高光催化活性原因主要包括以下2点：①微波无极灯由于能够直接浸入溶液中，同普通紫外灯相比，光程短且光能够被尽可能多的利用。②在紫外光的照射下，氧可转化成臭氧，当采用微波无极灯时，这些臭氧能够溶解到水中促进污染物的降解，而当采用普通紫外灯时，这部分臭氧大多数未经利用就被排出反应器。另外，在微波辐射作用下，催化剂的光吸收被进一步增强，光催化体系中载流子的复合在一定程度上被抑制。同时，微波辐射使表面羟基的振动能级处于激发态的数目增多，使表面羟基活化，有利于产生更多的羟基自由基，而OH·是光催化反应体系中的主要活性氧化物种，能够将有机污染物完全矿化为CO₂和H₂O。因而，将微波技术应用到光催化研究领域中，利用微波的作用特点，可以更好促进光催化的研究，更大的发挥光催化剂的催化效果，为光催化氧化技术在实际废水处理中的应用带来新的曙光。