[发明专利]一种可见光驱动光催化材料水处理性能的评价装置及评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种可见光驱动光催化材料水处理性能的评价装置及评价方法。

背景技术

可见光催化是指以半导体材料作为催化剂，在可见光照射下，诱导发生化学反应的过程，其优点在于能够直接利用太阳光，节约能源。近年来，相关利用可见光在催化上的研究一直受到世界各国科学人员的关注，因为可见光在太阳光总能量中的占比是最大的。为了能更好地利用太阳能，很多科研人员致力于研制具有可见光响应的光催化材料，如石墨相氮化碳等。具有可见光响应的光催化材料走向产业化是一种必然趋势，也必定对解决目前的环境问题和能源危机产生深远意义。

虽然可见光响应的光催化材料的研究已取得很大进展，相关的各类污染物的可见光催化研究也已比较成熟，然而大多的研究却只是通过实验室器皿临时搭建相应的评测装置进行实验研究。这样就造成了两个问题：一是不同实验室搭建的评测装置不同，不方便不同光催化材料之间的光催化性能比较；二是传统的评测方法评测效率较低，通常只适用于小范围的实验室评测，不能用以实际光催化能力的评估。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可见光驱动光催化材料水处理性能的评价装置及评价方法。本发明提供的评价可见光驱动光催化材料水处理性能的装置使用简单方便、评测效率高，且能够用于不同光催化材料之间的光催化性能的比较。

本发明提供了一种可见光驱动光催化材料水处理性能的评价装置，包括水槽、垂直设置于所述水槽上方的样品固定架、依次平行设置于所述样品固定架两侧的两个滤光片放置架和两个光源、以及水循环系统；所述两个滤光片放置架上放置有紫外滤光片；

所述水循环系统包括入水管、水泵和两个滴水管；所述入水管的两端分别与水槽底部和水泵的入水口连通；所述两个滴水管的一端与水泵的出水口连通，另一端封堵；所述两个滴水管平行设置于所述样品固定架正上方的两侧，且所述两个滴水管与样品固定架相对的侧壁上设置有排水孔。

优选的，所述样品固定架包括底部的限位槽，顶部的样品测试板插入口以及两侧的支撑杆。

优选的，所述两个滤光片放置架与样品固定架所在平面的距离独立地为3～10cm。

优选的，所述两个光源与样品固定架所在平面的距离独立地为5～30cm。

优选的，所述光源包括平行设置的灯管。

优选的，所述滴水管通过输水管与水泵的出水口连通，所述输水管上设有流量调节阀。

优选的，所述排水孔与样品固定架顶部的水平距离为1～5cm，垂直距离为0～5cm。

优选的，所述排水孔的孔径为1～10mm。

优选的，所述排水孔的分布密度为20～500个/m。

本发明还提供了一种可见光驱动下光催化材料水处理性能的评价方法，使用上述技术方案所述的评价装置，包括以下步骤：

(1)将光催化材料置于样品固定架上，在水槽内放置待处理污水；

(2)开启水泵使待处理污水沿入水管流至两个滴水管，经排水孔流出，再沿待测光催化材料表面两侧流入水槽，实现待处理污水的循环流动；

(3)打开两侧光源，使光分别经紫外滤光片照在光催化材料两侧表面进行光催化反应，测定光催化反应前后待处理污水中污染物浓度。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的可见光驱动光催化材料水处理性能的评价装置包括水槽、垂直设置于所述水槽上方的样品固定架、依次平行设置于所述样品固定架两侧的两个滤光片放置架和两个光源、以及水循环系统；所述两个滤光片放置架上放置有紫外滤光片；所述水循环系统包括入水管、水泵和两个滴水管；所述入水管的两端分别与水槽底部和水泵的入水口连通；所述两个滴水管的一端与水泵的出水口连通，另一端封堵；所述两个滴水管平行设置于所述样品固定架正上方的两侧，且所述两个滴水管与样品固定架相对的侧壁上设置有排水孔。本发明采用水槽盛放待处理污水；采用样品固定架放置待测光催化材料；采用水泵使待处理污水从水槽沿入水管分别流至两个滴水管，再分别经排水孔流出沿待测光催化材料表面两侧流入水槽；使两侧光源分别透过紫外滤光片照在光催化材料两面，实现可见光驱动下光催化材料水处理性能的评价。本发明提供的可见光驱动下光催化材料水处理性能的评价装置使用简单方便，无需根据不同光催化样品进行组装，评测效率高，且能够用于不同光催化材料之间的光催化性能的比较。

附图说明