本發明涉及一種便攜式處理有機廢水的光催化反應器，包括轉軸和若干個光催化板，若干個光催化板與轉軸的管壁交錯連接，光催化劑板由基板和包覆在基板表面的光催化反應凝膠膜組成，光催化反應凝膠膜包含光催化反應位點和極性基團，光催化反應位點的周圍區域為強吸附極性基團區域，強吸附極性基團區域與非強吸附極性基團區域的電荷均為正或均為負，強吸附極性基團區域的電位高于非強吸附極性基團區域的電位，強吸附極性基團區域由強吸附極性基團構成或由弱吸附極性基團集聚構成。本發明的光催化反應器具有催化效率高、負載的催化劑不易脫落、結構簡單和便于攜帶使用等優點，適合處理范圍小的高濃度有機廢水，有極好的推廣價值。

技術領域

本發明屬于有機廢水處理裝置領域，涉及一種便攜式處理有機廢水的光催化反應器。

背景技術

近年來，研究人員對半導體光催化劑的研究取得了重大進展，在可見光下有催化性能的光催化劑已成為目前最引人注目的環境凈化材料，其被廣泛應用于環境保護的各個領域，例如處理廢水中的染料或農藥等有機污染物的有機廢水處理領域。

傳統的光催化降解水中的有機物方法是將催化劑顆粒分散到反應體系中，充分利用納米顆粒巨大的比表面積催化分解污水中的污染物，以達到凈化污水的目的，但利用這種懸浮液形式的光催化反應器，反應需要的時間長，且反應體系中的納米顆粒很難被回收，將催化劑從污水中分離和回收的后期處理過程花費昂貴，除此之外，分散的催化劑和溶解的有機物，使得紫外光線的穿透性受到限制，光散射導致的低輻射利用率以及傳質作用限制了光催化反應器的整體的污水處理能力，催化劑有可能鈍化或被洗出，因此，這種形式的光催化反應器難以得到廣泛的推廣應用。研究人員開始研究將納米尺度的光催化材料負載嵌入基材的內部，而不是分散在外表層，這樣可以使催化劑直接接觸流動的液體，且可有效降低催化劑的洗出機率，采用具有高吸附性(量)的基材，還可提高從廢水中去除有機污染物的效率，避免了將催化劑分離的后處理過程。以往學者研究了將TiO₂混合進固定的載體中，如玻璃、不銹鋼、纖維、碳納米管和聚合物，但這些固載方法都有著各種各樣的問題，如催化劑容易剝離、兼容性差以及復合材料的柔韌性差等。

研究資料表明，目前已有的專利涉及的多種類型的光催化反應器比如平板型和淺池型結構的光催化反應器，其已被用于光降解研究和水處理研究中，并取得了一些成功，但是也存在一些缺點，比如占地面積大、水利復合小、使用人造光源和操作不方便等。特別是處理小范圍溶度高的有機廢水時，由于大型設備不適宜運用，因此，給有機廢水的處理帶來了一定的困難。

因此，研究一種催化效率高、負載的催化劑不易脫落、結構簡單且便于攜帶使用的光催化反應器具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有技術中存在的問題，提供一種催化效率高、負載的催化劑不易脫落、結構簡單且便于攜帶使用的光催化反應器，該反應器可有效解決現有技術中廣泛存在的工藝流程復雜、設備多和二次污染等問題。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種便攜式處理有機廢水的光催化反應器，包括轉軸和若干個光催化板，若干個光催化板與轉軸的管壁交錯連接，所述光催化劑板由基板和包覆在基板表面的光催化反應凝膠膜組成，所述光催化反應凝膠膜包含光催化反應位點和極性基團，所述光催化反應位點的周圍區域為強吸附極性基團區域，光催化反應凝膠膜中強吸附極性基團區域以外的區域為非強吸附極性基團區域；

所述強吸附極性基團區域與非強吸附極性基團區域的電荷均為正或均為負；

所述強吸附極性基團區域的電位高于非強吸附極性基團區域的電位；

所述強吸附極性基團區域由強吸附極性基團構成或由弱吸附極性基團集聚構成。