技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理和空氣凈化領(lǐng)域，具體涉及一種去除有機(jī)物和重金屬離子的光源裝置。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化的加速進(jìn)行，污水的處理再利用和空氣中有害物質(zhì)的去除等問(wèn)題，已經(jīng)引起各國(guó)政府和人們的高度重視。在環(huán)境有害氣體方面，室內(nèi)有害氣體如裝飾材料等釋放出的甲醛以及生活環(huán)境中產(chǎn)生的甲硫醇等揮發(fā)性有機(jī)物，即使很少量也能人產(chǎn)生不適感，并嚴(yán)重影響人的身體健康。另外，水體中殘留的重金屬離子是一種在工業(yè)煉鋼、冶金、采礦和電鍍等過(guò)程中常常排放的污染物。人體過(guò)量地?cái)z入重金屬離子可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的粘膜發(fā)炎、肝臟、腎臟損害、毛細(xì)血管損害以及產(chǎn)生中樞神經(jīng)問(wèn)題。由于重金屬元素不能被生物降解，一旦進(jìn)入水體和土壤，就很難消除。傳統(tǒng)上一般采用催化燃燒法、化學(xué)氧化法、生物降解法等去除有機(jī)污染物及采用混凝法、中和法、電解法、萃取法、吸附法、化學(xué)還原法、沉淀法、電化學(xué)法、離子交換法、膜分離法、洗脫法及電滲析法等去除重金屬離子。但這些方法都有一定的局限性，比如需加入還原物質(zhì)、處理?xiàng)l件茍刻、處理效果不明顯、設(shè)備昂貴并且運(yùn)行費(fèi)用高、去除不完全、有二次污染難以清理等缺陷。因此，找到能有效去除水和空氣中有機(jī)污染物和重金屬離子的方法已是迫在眉睫的急切任務(wù)。

半導(dǎo)體光催化技術(shù)作為一種新型的環(huán)境治理技術(shù)，在產(chǎn)氫、水處理、各種有機(jī)物降解和空氣凈化等領(lǐng)域展示了廣闊的應(yīng)用前景。該技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：在光照下可以直接發(fā)生反應(yīng)，能有效地破壞許多結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的生物難降解有機(jī)污染物，使它們降解為二氧化碳和水等；氧化能力強(qiáng)，降解徹底，對(duì)污染物沒(méi)有選擇性，幾乎可以降解任何有機(jī)物，且無(wú)二次污染；能耗低，操作簡(jiǎn)便，催化劑可以重復(fù)利用等。因此，半導(dǎo)體光催化技術(shù)在近三十年蓬勃發(fā)展起來(lái)并有望成為21世紀(jì)環(huán)境污染控制與治理的理想技術(shù)，并越來(lái)越引起研究者的重視。

LED光源作為一種新型的光源，具有長(zhǎng)壽命、節(jié)能、環(huán)保、微型化，且波長(zhǎng)易調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，為光催化技術(shù)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了可能性。

專利文獻(xiàn)1?（CN101456605）公開(kāi)了一種LED納米光催化有機(jī)廢水深度處理裝置，該處理裝置包括至少一個(gè)紫外LED光源板和與之貼合的納米光觸媒材料，采用波長(zhǎng)范圍為360～420?nm的紫外光LED，消除了含汞氣體光源所產(chǎn)生的深紫外成分對(duì)人體的傷害及汞燈爆裂的裝置安全問(wèn)題，具有節(jié)能、使用壽命長(zhǎng)、光催化效率高及對(duì)人體無(wú)傷害成分的有益效果。

專利文獻(xiàn)2?（CN201907987U）?公開(kāi)了一種LED光源激發(fā)納米催化材料處理水的裝置，該裝置采用200～400?nm紫外波段的柱狀LED集成燈光催化納米復(fù)合催化材料處理水，克服了采用紫外燈管或高壓汞燈作為激發(fā)光源所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、激發(fā)效率不高、限制了催化劑對(duì)水處理的效能、能源浪費(fèi)大和光源使用壽命短的缺點(diǎn)。

專利文獻(xiàn)3?（CN201640592U）公開(kāi)了一種LED光催化消毒帽，設(shè)有中空內(nèi)層的帽體，所述中空內(nèi)層的一側(cè)面設(shè)有紫外LED陣列，另一側(cè)面設(shè)有涂二氧化鈦的反光層，所述LED陣列和反光層對(duì)應(yīng)設(shè)置，對(duì)人們周邊所呼吸的空氣進(jìn)行消毒、凈化、滅菌，具有能耗低、消毒滅菌效果高、對(duì)人體無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)。

上述專利文獻(xiàn)1和2，主要介紹了采用紫外LED納米光催化處理水的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)固定復(fù)雜，僅適合于小規(guī)模水處理應(yīng)用，難以靈活調(diào)整應(yīng)用。另外，專利文獻(xiàn)1-3都采用的是紫外LED燈，具有成本高昂、使用不方便、對(duì)人體有害等缺點(diǎn)。與白光LED相比，紫外LED光源的發(fā)光效率較低，導(dǎo)致紫外光輻照的效率低。

現(xiàn)在也出現(xiàn)了以太陽(yáng)光催化降解處理污染物的研究，并取得了很大的成果，但太陽(yáng)光催化技術(shù)普遍還處在中試階段，距離大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)還有一定時(shí)日。并且，目前以太陽(yáng)光為催化光源的處理裝置普遍存在以下缺陷：1）目前的裝置只能采用粉體光催化劑；2）受反應(yīng)容器的限制，只能用于小型的水處理；3）裝置比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種以可見(jiàn)光LED為催化光源的去除有機(jī)物和重金屬離子的光源裝置及其制備方法，具有光催化降解率高、無(wú)污染、制備方法簡(jiǎn)單、成本低、有利于規(guī)模化運(yùn)用等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種可見(jiàn)光去除有機(jī)物和重金屬離子的光源裝置，所述光源裝置的光源為可見(jiàn)光LED光源。?

優(yōu)選的，所述可見(jiàn)光LED為色溫為7000-10000K的高色溫可見(jiàn)光LED、色溫為5000-7000K中色溫可見(jiàn)光LED、色溫為3000-5000K的低色溫可見(jiàn)光LED光源中的一種或數(shù)種。

優(yōu)選的，所述光源輻射波長(zhǎng)為400-700?nm可見(jiàn)連續(xù)波段。