[发明专利]一种自发光型人工水草光催化净化箱

说明书

本发明公开了一种自发光型人工水草光催化净化箱，包括透水箱体、若干个纳米晶TiO₂携带载体、供电装置和若干个紫外灯机构，透水箱体为透水结构，若干个纳米晶TiO₂携带载体固定设置在透水箱体上，纳米晶TiO₂携带载体中均固定设置至少一个紫外灯机构，供电装置电连接紫外灯机构。本装置采用人工水草作为光催化材料的载体，将具有光催化功能的纳米晶TiO₂分布在大量丝状叶片表面，极大的提高了光催化载体的比表面积，从而提升了本装置的光催化净化效率；侧光光纤设置于人工水草的中部，植物光可近距离、高强度的照射于人工水草表面的二氧化钛膜上，光源利用率高，辐照强度大，可大幅度提升光催化反应效率。

技术领域

本发明涉及一种自发光型人工水草光催化净化箱，属于水净化技术领域。

背景技术

近年来，随着我国工农业的迅猛发展，人类活动所产生的一系列污染物对水体产生了严重的污染。目前，污染源主要包括有工业污染源、生活污染源和农业污染源。大量的污水通过各级河渠系统进入到江河湖海等水体，在较长时期内污染物浓度已经超过了这些水体的自净范围，从而导致水体水质的严重恶化。因此对各级河渠系统进行污染物的截留净化是目前处理污染水体的一项有效且重要的举措。由于水体中的污染物种类存在复杂多样性,存在很多难降解或较大生物毒性的物质，如果不能有效的将此类有机污染物从水体中去除，将会严重威胁到人民的生命安全及周边生物的正常生存。因此这些污染物的处理一直是水环境工作者的努力重点。由于此类污染物难以被动植物吸收降解，也很难用传统的氧化方法去除，因此开发新型水体污染高效截留去除方法及装置来处理此类难降解污染物对目前生态保护及社会可持续发展有着重要的意义。

近年来半导体光催化剂技术日益成为环境净化的研究热点，光催化材料在一定的光照条件下可以将各类有机污染物进行分解、转化和矿化，被认为是解决环境污染问题的一条有效途径。纳米晶体TiO₂作为目前研究比较透彻的半导体光催化剂，它具适中的能带电位、较高化学稳定性和光电转换效率、低成本和无毒无害等优点。在紫外光的照射下，TiO₂可以将难以降解的一些有机物矿化成C₂和H2O。目前纳米TiO₂主要的利用形式主要有纳米粉体催化剂法和表面负载法，其中纳米粉体催化剂法在实施过程中对纳米TiO₂粉末的回收、分离及重复利用非常困难，而负载法是将TiO₂纳米粉末固定于某一载体上来制备负载型TiO₂光催化材料，这种材料在水处理中液固分离较为容易，重复使用较为方便，可以用于表面负载的载体种类也较多。

载体表面的光照强度及光谱类型是影响光催化效率的重要因素。纳米TiO₂负载层在紫外光下能表现出良好的光催化性能，而在可见光下的光催化效果甚微。众所周知，自然光源中的紫外含量较少，尤其在水体中的自然光辐照强度远低于水面上，这极大的限制了光催化材料在水体中的催化降解能力，因此光源问题是在水体中实施光催化降解技术的主要应用瓶颈。因此，有效提高光催化净化装置的光源辐照效率及载体的比表面积，对解决目前水环境中难降解污染物，以及对我国的水污染治理具有重大意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种自发光型人工水草光催化净化箱，旨在克服光催化水质净化装置中净化载体辐照强度低、光照反应面积小、水体中污染物在载体材料中对流扩散困难等问题，从而进一步扩大光催化的应用范围，提高其水质净化能力。

为达到上述目的，本发明提供一种自发光型人工水草光催化净化箱，包括透水箱体、若干个纳米晶TiO₂携带载体、供电装置和若干个紫外灯机构，所述透水箱体为透水结构，若干个所述纳米晶TiO₂携带载体固定设置在透水箱体上，所述纳米晶TiO₂携带载体中均固定设置至少一个所述紫外灯机构，所述供电装置电连接紫外灯机构。