一种光催化剂合成装置及其合成方法与流程

1.本发明属于光催化有机水污染处理领域，具体涉及一种光催化剂合成装置及其合成方法。


背景技术：

2.光催化剂技术作为一种新型污水处理技术，已经受到各国研究者的关注。但是光催化剂由于难以回收，在实际属污染处理过程中收到了限制。
3.因此，有各国研究者通过一系列的光催化剂合成方法，合成可以回收的光催化剂。凝胶光催化剂是一种有效的处置方法，受到了广泛的关注。
4.zl201611045372.1公布了一种可回收型氧化锌/石墨烯气凝胶光催化剂及其制备方法。采用一锅法制备出了易于回收利用的氧化锌/石墨烯气凝胶光催化剂，该气凝胶光催化剂具有在自然太阳光照射下对有机污染物降解效率较高的特性，并且制备工艺简单且能够重复循环使用。但是对于水凝胶催化剂的合成过程十分复杂，并且难以控制凝胶颗粒的大小。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明提供一种光催化剂合成装置，实现自动化凝胶光催化剂合成；本发明的另一目的是公开其合成方法。
6.技术方案：为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种光催化剂合成装置，包括混合池，所述的混合池与反应池连通，在所述的反应池的进液侧内设置斜坡，在所述的反应池的出液侧设置筛网，配合后，在所述的筛网和反应池之间围合成放置磁子的区域，在该区域的下方设置磁力搅拌器。
7.进一步地，在所述的混合池内设置螺旋搅拌器。
8.进一步地，所述的混合池与反应池通过软管连通。
9.进一步地，在所述的混合池内放置混合溶液，所述的混合溶液包括凝胶催化剂颗粒合成的前驱体和催化剂；在所述的反应池放置固化成型液。
10.进一步地，所述的反斜坡和围合成放置磁子的区域之间为水平的反应区域。
11.进一步地，所述的软管的管径为2
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10mm，与反应池中的固化成型液的距离为3
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6cm。
12.进一步地，在所述的软管上设置蠕动泵，所述的蠕动泵的转速为0.5
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60ml/min，以控制凝胶催化剂颗粒成型形成速度为1
‑
2个/s。
13.进一步地，所述的一种光催化剂合成装置的光催化剂的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
14.1)在所述的混合池中加入凝胶催化剂颗粒合成的前驱体和催化剂，混匀后得到混合溶液；
15.2)将混合溶液转移至反应池，此时，控制反应池中出液侧的出液口和固化成型液
液面的距离；使得凝胶催化剂前驱体得到足够的重力速度距离，从而进入溶液内使凝胶催化剂外侧接触固化成型溶液，迅速成型，得到成型后的凝胶催化剂；
16.3)成型后的凝胶催化剂通过斜坡转移，然后再通过磁力搅拌器和磁子，形成水动力条件使成型后的凝胶催化剂转移到筛网上并收集。
17.有益效果：与现有技术相比，本发明的一种光催化剂合成装置，包括混合池，混合池与反应池连通，在反应池的进液侧内设置斜坡，在反应池的出液侧设置筛网，配合后，在筛网和反应池之间围合成放置磁子的区域，在该区域的下方设置磁力搅拌器及其合成方法，用于各种不同粒径的凝胶颗粒形成装置；通过蠕动泵软管的管径，管径越大，形成的颗粒越大。本发明的合成方法，通过调整工艺参数，实现控制凝胶颗粒的大小。
附图说明
18.图1为一种光催化剂合成装置及其合成方法的结构示意图；
19.图2为筛网的俯视图；
20.附图标记：1
‑
混合溶液、2
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混合池、3
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螺旋搅拌器、4
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软管、5
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蠕动泵、6
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反应池、7
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固化成型液、8
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斜坡、9
‑
凝胶催化剂、10
‑
筛网、11
‑
磁子、12
‑
磁力搅拌器。
21.具体实施例方式
22.下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
23.一种光催化剂合成装置及其合成方法，包括混合溶液1：包括凝胶催化剂9颗粒合成的必要前驱体、混合池2、螺旋搅拌器3：用于混合各种前驱体、软管4、蠕动泵5：吸取催化剂前驱体、反应池6：凝胶催化剂9颗粒在此成型、固化成型液7：凝胶颗粒在此固化成型、斜坡8：颗粒由此转移，不会在此堆积凝胶催化剂9：成型的催化剂、筛网10：用于催化剂收集、磁子11：用于引导水流以及凝胶颗粒流向，便于收集、磁力搅拌器12。
24.首先将混合池2中加入催化剂、凝胶前驱体的混合溶液1，然后使用螺旋搅拌器3将催化剂和凝胶前驱体混合在一起。
25.然后通过软管4和蠕动泵5将前驱体转移至反应池6，此时，控制出液口和固化成型液7液面的距离。使得凝胶催化剂9前驱体得到足够的重力速度距离，从而进入溶液内使凝胶催化剂9外侧接触固化成型溶液，迅速成型。
26.成型后，凝胶催化剂9通过斜坡8转移，然后再通过磁力搅拌器12和磁子11，形成水动力条件使催化剂转移到筛网10上并收集。
27.软管的管径为2
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10mm，与固化成型液的距离为3
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6cm，然后颗粒粒径越小与液面距离越远，这主要是因为颗粒越小，重力越小，难以完全没入水面，若飘在水面则难以成型。
28.蠕动泵的转速为0.5
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60ml/min，以控制颗粒形成速度约为1
‑
2个/s，若速度太快颗粒之间会有粘连，而速度太慢时，颗粒并不会成圆型会出现小尾巴。并且颗粒形成速度越快时，磁子的转速也越快，以形成更快的反应池水流动，转移走滴入固化成型液的凝胶催化剂，以避免下一次滴入的凝胶催化剂和上一个在形成液中粘连。
29.搅拌器一般搅拌速度为20
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100rpm，保持搅拌的原因是保证混合溶液中的催化剂和凝胶原料混合均有，搅动速度超过100rpm时混合池中的混合溶液的泡沫产生的过多。
30.实施例1
31.将一定质量的海藻酸钠、单宁酸和biocl催化剂去离子水加入三口瓶中并置于90℃的水中，采用螺旋搅拌器3机械搅拌使其完全溶解并混合均匀。然后通过4mm的软管4和蠕动泵5，将催化剂转移至固化成型液7(饱和的氯化钙溶液)，4mm的凝胶催化剂9在此形成。此时出水管距离液面的距离为3
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5cm，凝胶催化剂9成型后磁子11转速为300rpm，然后，10分钟后收集筛网10上的凝胶催化剂9，筛网10的直径为2mm。然后就可以得到4mm的凝胶催化剂圆球。
32.实施例2
33.将一定质量的海藻酸钠、单宁酸和g
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c3n4催化剂去离子水加入三口瓶中并置于90℃的水中，采用螺旋搅拌器3机械搅拌使其完全溶解并混合均匀。然后通过2mm的软管4和蠕动泵5，将催化剂转移至固化成型液7(饱和的氯化钙溶液)，6
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8mm的凝胶催化剂9在此形成。此时出水管距离液面的距离为5
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6cm，凝胶催化剂9成型后磁子11转速为600rpm，然后，10分钟后收集筛网10上的凝胶催化剂9，筛网10的直径为1mm。然后就可以得到2mm的凝胶催化剂圆球。