一种石墨烯掺杂二氧化钛光催化治理受污染水体的装置

1.本实用新型涉及技术领域，具体为一种石墨烯掺杂二氧化钛光催化治理受污染水体的装置。


背景技术：

2.我国人均水资源量仅为世界平均水资源量的四分之一。我国水环境质量总体上属于中度污染。主要是由于工农业生产和居民生活造成的水体污染。水中的污染物主要有有机物和氨氮等。严重的水体污染产生黑臭水体，对人民健康产生危害。现在传统的处理方法，比如，吸附法，电化学法，电凝法，生物法等，只能把污染物从一种物相转化为另一种物相，不能使污染物得到彻底分解或无害化，而光催化法能够把受污染水体中的有害物质彻底分解为 h2o、co2等有机小分子和其他无害物质，消除了二次污染。
3.现有技术应用光催化技术处理受污染水体时，一般利用太阳光照射光催化剂，需要的时间较长，一般长达数月才能达到降低污染物的目的，去除污染物的效率较低，光催化剂仅能利用太阳光中一小部分紫外光，经过改性的光催化剂能利用一些可见光，但是总体效率偏低，同时仍存在紫外线射出后容易受到其他光源的影响问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种石墨烯掺杂二氧化钛光催化治理受污染水体的装置，以解决上述背景技术中提出的利用太阳光照射光催化剂，需要的时间较长，一般长达数月才能达到降低污染物的目的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种石墨烯掺杂二氧化钛光催化治理受污染水体的装置，包括控制器和蓄电池组，所述蓄电池组通过线缆与控制器相连接，所述控制器通过线缆分别与风力发电机和太阳能电池板相连接，所述蓄电池组通过线缆与逆变器相连通，所述逆变器通过线缆与灯罩相连接，所述灯罩的内部安装有紫外线灯，所述紫外线灯的下方设置有不锈钢丝网，所述不锈钢丝网的后侧设置有浮标。
6.优选的，所述灯罩的外壁下方固接有耳板，所述耳板的内部通过多个螺栓与垫板固定相连，所述垫板的内壁固接有菲涅尔透镜。
7.优选的，所述螺栓的内侧设置有垫片，且垫片与螺栓、耳板和垫板均紧密贴合。
8.优选的，所述太阳能电池板的下部安装有调整支架和阳光跟踪传感器。
9.优选的，所述不锈钢丝网涂敷有石墨烯掺杂二氧化钛光催化剂。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该石墨烯掺杂二氧化钛光催化治理受污染水体的装置：
11.通过灯罩和紫外线灯之间的配合，采用紫外光作为光源，所产生的紫外线可全天候24小时作用于光催化剂表面，从而产生具有很强氧化性的空穴或自由基，与有机污染物产生氧化还原反应，实现水的净化，同时还可以解决水中的重金属离子cr
6+
、hg
2+
、pb
2+
等重金属子的污染问题，还可分解转化其它无机污染物，如cn-、no
2-、h2s、so2、no
x
等，避免了传统
的只能利用太阳光能量中很少一部分紫外光，易受天气影响而使得光催化效率不高从而导致设备利用率不高；
12.通过风力发电机、太阳能电池板、控制器和蓄电池组之间的配合，采用风光互补新能源发电模块为紫外灯提供电能，可全天候24小时为紫外灯持续供电，由于利用的是风力和太阳能，不产生二氧化碳排放，系统可以独立设置于污水区域，野外作业，在一处污水区域水面得到净化后，可以迅速转移设备到另一处污水区域，设备可移动性能好，相比较传统电力需要架设线路，此设备不需要架设供电线路，降低了能源供应成本。可以节约固定投资成本和人力成本；
13.通过紫外线灯、不锈钢丝网和浮标之间的配合，光催化剂是石墨烯掺杂二氧化钛光催化剂，并且掺杂有多种金属离子和/或非金属离子，是具有量子产率高、能被太阳光谱中的可见光甚至红外光激发的高效半导体光催化材料，能将污水中的多组分污染物降解，克服了传统光催化剂仅能利用太阳光中的紫外光、量子产率低、能量利用率低的缺点，而且本实用新型的光催化污水处理装置，避免了传统污水处理装置需要投加化学试剂或生物菌种的问题，不需要任何动力装置，无能耗，零污染，维护费用低；
14.通过紫外线灯、耳板、垫板和菲涅尔透镜之间的配合，在使用过程中，使用者也可通过安装耳板的下方安装有带有菲涅尔透镜的垫板，使用时紫外线灯发射出的光源，通过菲涅尔透镜可以透过更多的光来达到聚光的效果，避免了紫外线射出后容易受到其他光源的影响问题。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图；
16.图2为图1中i处的结构示意图。
17.图中：1、风力发电机，2、太阳能电池板，3、控制器，4、蓄电池组，5、逆变器，6、紫外线灯，7、不锈钢丝网，8、浮标，9、菲涅尔透镜，10、灯罩，11、螺栓，12、耳板，13、垫板。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种石墨烯掺杂二氧化钛光催化治理受污染水体的装置，包括控制器3和蓄电池组4，蓄电池组4通过线缆与控制器3相连接，控制器3通过线缆分别与风力发电机1和太阳能电池板2相连接，控制器3用于控制风力发电机1和太阳能电池板2向蓄电池4 输送电力，蓄电池组4通过线缆与逆变器5相连通，逆变器5通过线缆与灯罩10相连接，灯罩10的内部安装有紫外线灯6，紫外线灯6的下方设置有不锈钢丝网7，不锈钢丝网7的后侧设置有浮标8，灯罩10的外壁下方固接有耳板12，耳板12的内部通过多个螺栓11与垫板13固定相连，垫板13的内壁固接有菲涅尔透镜9，螺栓11的内侧设置有垫片，且垫片与螺栓11、耳板 12和垫板13均紧密贴合，太阳能电池板2的下部安装有调整支架和阳光跟踪传感器，不锈钢丝网7涂敷有石墨烯掺杂二氧化钛光催化剂。
20.当需要此石墨烯掺杂二氧化钛光催化治理受污染水体的装置使用时，由于采用风光互补新能源发电模块为紫外灯提供电能，可全天候24小时为紫外灯持续供电，由于利用的是风力和太阳能，不产生二氧化碳排放，系统可以独立设置于污水区域，野外作业，在一处污水区域水面得到净化后，可以迅速转移设备到另一处污水区域，且本实施例采用紫外光作为光源，所产生的紫外线可全天候24小时作用于光催化剂表面，从而产生具有很强氧化性的空穴或自由基，与有机污染物产生氧化还原反应，实现水的净化，同时还可以解决水中的重金属离子cr
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等重金属子的污染问题，还可分解转化其它无机污染物，不锈钢丝网的外壁喷涂有光催化剂，光催化剂是石墨烯掺杂二氧化钛光催化剂，并且掺杂有多种金属离子和/或非金属离子，是具有量子产率高、能被太阳光谱中的可见光甚至红外光激发的高效半导体光催化材料，能将污水中的多组分污染物降解，克服了传统光催化剂仅能利用太阳光中的紫外光、量子产率低、能量利用率低的缺点，同时在使用过程中，使用者也可通过安装耳板12的下方安装有带有菲涅尔透镜9的垫板13，使用时紫外线灯6发射出的光源，通过菲涅尔透镜9可以透过更多的光来达到聚光的效果，避免了紫外线射出后容易受到其他光源的影响问题。
21.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
22.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。