[发明专利]光催化反应器及光催化方法

说明书

本发明提供一种光催化反应器，所述光催化反应器至少包括：进口，用于接收流体；反应池，与所述进口连通，用于进行光催化反应；所述反应池中设有阳极和阴极，所述阳极平铺于反应池底部，所述阴极设于所述反应池的侧壁且不与所述阳极直接接触；紫外灯，用于为所述反应池提供光源；出口，与所述反应池连通，用于排出反应后的流体。本发明所述的光催化反应器体积非常小，反应速率快，效果好。

技术领域

本发明涉及流体处理领域，特别是涉及一种光催化反应器及光催化方法。

背景技术

当半导体氧化物TiO₂纳米粒子受到大于禁带宽度能量的光子照射后，电子从价带跃迁到导带，产生了电子-空穴对，电子具有还原性，空穴具有氧化性,空穴与氧化物半导体纳米粒子表面的-OH反应生成氧化性很高的OH自由基，活泼的OH自由基可以把许多难降解的有机物氧化为CO₂和H₂O等无机物。但是电子和空穴对容易复合，导致光催化的效率不高。一般的光电催化示意图如图1所示，一般负极为碳棒，正极为泡沫镍负载钴掺杂二氧化钛，光电催化元件体积较大，每次处理的体积较大，反应速率慢，不适用于小型化的微流体器件。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光催化反应器及光催化方法。将半导体氧化物作为阳极，用钛作为阴极。在阳极和阴极之间施加一个电压，在0.5-1V之间，从而可以防止电子和空穴对的复合，从而源源不断的产生-OH自由基，增加光电催化的效率。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种光催化反应器，其特征在于，所述光催化反应器至少包括：

进口，用于接收流体；

反应池，与所述进口连通，用于进行光催化反应；所述反应池中设有阳极和阴极，所述阳极平铺于反应池底部，所述阴极设于所述反应池的侧壁且不与所述阳极直接接触；

紫外灯，用于为所述反应池提供光源；

出口，与所述反应池连通，用于排出反应后的流体。

本发明第二方面提供采用前述光催化反应器进行光催化的方法，所述方法包括以下步骤：

a.启动反应器：打开紫外灯，将阴极和阳极与分别与电源连接；

b.进液：向反应池中加入需要反应的流体；

c.反应：进行光催化反应；

d.排液：排出反应后的流体；

e.电极再生：反应结束后，加入冲洗液，施加反向电压，再将电极短路，使电极再生；

f.将冲洗液排出。

如上所述，本发明的光催化反应器及光催化方法，具有以下有益效果：

本发明的光催化反应器体积非常小，反应速率快，效果好。光催化反应方法简单高效，可再生电极，防止资源浪费，节约成本，且环保，不需要高温高压设备。

附图说明

图1显示为现有技术的光催化反应器结构示意图(其中a-紫外灯，b-负极；c-正极；d-石英试管；e，f-过水口)。

图2显示为本发明的光催化反应器的爆炸图。

图3显示为本发明的光催化反应器的不含阴极和阳极的反应池的示意图。

图4显示为本发明的光催化反应器的含阴极和阳极的反应池的示意图。

图5显示为本发明的光催化反应器装配完成图。

图6显示为加热对光催化反应的影响，其中，红色为加热的效果，蓝色不加热的效果。

元件标号说明