[发明专利]一种利用Janus膜催化臭氧分解的装置

权利要求书

1.一种利用Janus膜催化臭氧分解的装置，其特征在于，包括臭氧发生装置(1)以及设有进气口(21)的反应容器(2)；所述进气口(21)设于所述臭氧发生装置(1)的侧壁；所述臭氧发生装置(1)与进气口(21)管道连接；

所述反应容器(2)内设有用于催化的Janus膜本体(3)；所述Janus膜本体(3)包括相叠放的亲水膜(31)和疏水膜(32)；所述亲水膜(31)面向所述疏水膜(32)的表面负载有铁锰复合磁性催化剂(33)；

所述Janus膜本体(3)将所述反应容器(2)分隔出用于存储臭氧的存储区(23)和用于分解污染物的处理区(24)；

所述亲水膜(31)呈圆筒状，圆筒内为所述处理区(24)；所述疏水膜(32)套于所述亲水膜(31)外壁，所述疏水膜(32)外壁与反应容器(2)内壁的区域为所述存储区(23)；所述亲水膜(31)底部可通入污水并从顶部排出。

2.根据权利要求1所述的利用Janus膜催化臭氧分解的装置，其特征在于，所述反应容器(2)顶部和底部设有连通所述处理区(24)的通孔(25)；所述通孔(25)设有连接管道；水从所述反应容器(2)顶部或底部的通孔(25)通入，并从另一个所述通孔(25)排出。

3.根据权利要求1所述的利用Janus膜催化臭氧分解的装置，其特征在于，所述反应容器(2)中水排出一端的管道设有用于淬灭多余臭氧的淬灭装置(4)。

4.根据权利要求1所述的利用Janus膜催化臭氧分解的装置，其特征在于，所述臭氧发生装置(1)包括制氧机(11)和臭氧发生器(12)；所述制氧机(11)与所述臭氧发生器(12)的输入端管道连接；所述反应容器(2)的所述进气口(21)与所述臭氧发生器(12)的输出口管道连接。

5.根据权利要求4所述的利用Janus膜催化臭氧分解的装置，其特征在于，所述臭氧发生器(12)与所述反应容器(2)连接的管道设有浓度分析计(13)。

6.根据权利要求1所述的利用Janus膜催化臭氧分解的装置，其特征在于，所述反应容器(2)侧壁设有排气口(22)且连接有用于分解多余臭氧的尾气收集装置(5)。

7.根据权利要求6所述的利用Janus膜催化臭氧分解的装置，其特征在于，所述尾气收集装置(5)包括加热装置(51)和收集容器(52)；

所述加热装置(51)的输出口、输入口分别与所述收集容器(52)、反应容器(2)的排气口(22)管道连接。

8.根据权利要求7所述的利用Janus膜催化臭氧分解的装置，其特征在于，所述臭氧发生装置(1)的输出口与所述加热装置(51)的输入口连接的管道，且设有阀门(6)。

9.根据权利要求1所述的利用Janus膜催化臭氧分解的装置，其特征在于，所述反应容器(2)设有温度计(7)和压力计(8)。

10.根据权利要求1所述的利用Janus膜催化臭氧分解的装置，其特征在于，Janus膜按以下步骤制备：

称取5mg的铁锰复合磁性材料于10ml的去离子水中，使用超声波清洗机超声清洗60min，充分溶解形成均一、稳定的溶液，在此期间每间隔5min分钟摇晃一次烧杯，以便获得更加稳定的分散液粒；然后加入超亲水性聚丙烯腈，将溶液以0.8ml/h的速率泵送至工作电压45 kV的标准静电纺丝机器下完成铁锰磁性复合材料的负载；完成后在120℃的烘箱中烘4个小时，以3℃/min的升温速度在500℃的马弗炉内煅烧5小时，最后获得的膜在70℃真空干燥处理2小时，得到亲水膜；将疏水性热塑性聚氨酯溶解在氯化锂/二甲基甲醯胺离子溶液中，在室温强磁性下搅拌至少24小时，然后，将溶液以0.8ml/h的速率泵送至工作电压40kV的静电纺丝机器下完成亲水膜和疏水膜的结合。