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一种石墨烯光催化网及光学催化石墨烯污水处理装置

阅读：1032发布：2020-07-15

IPRDB可以提供一种石墨烯光催化网及光学催化石墨烯污水处理装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种石墨烯光催化网，属于污水处理技术领域。解决了目前现有技术中的光催化污水处理装置污水处理效率低的技术问题。所述石墨烯光催化网包括外层框架(20)以及安装在外层框架(20)上的石墨烯光催化纤维网(201)，其中，所述外层框架(20)组成立体框架结构，在所述外层框架(20)立体框架内部设置有多个石墨烯光催化纤维网(201)，其中，所述石墨烯光催化纤维网(201)是由光催化纤维编织而成，所述光催化纤维包括柔性纤维材料以及石墨烯光催化复合材料，所述石墨烯光催化复合材料负载至所述柔性纤维材料上固定。本发明的石墨烯光催化网节能环保，具有高效的污水处理能力，而且适用范围广、使用寿命长。，下面是一种石墨烯光催化网及光学催化石墨烯污水处理装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种石墨烯光催化网，其特征在于，所述石墨烯光催化网包括外层框架(20)以及安装在外层框架(20)上的石墨烯光催化纤维网(201)，其中，所述外层框架(20)组成立体框架结构，在所述外层框架(20)立体框架内部设置有多个石墨烯光催化纤维网(201)，其中，所述石墨烯光催化纤维网(201)是由光催化纤维编织而成，所述光催化纤维包括柔性纤维材料以及石墨烯光催化复合材料，所述石墨烯光催化复合材料负载至所述柔性纤维材料上固定。

2.根据权利要求1所述的石墨烯光催化网，其特征在于，所述石墨烯光催化复合材料夹持在柔性纤维材料中，在光催化石墨烯纤维网(201)上形成有由柔性纤维交织形成的多个网孔(21)。

3.一种光学催化石墨烯污水处理装置，其特征在于，所述污水处理装置还包括前处理箱(10)和光催化处理箱(11)，其中所述前处理箱(10)的底部通过第一排出管(111)与所述光催化处理箱(11)连通，所述光催化处理箱(11)内部沿所述光催化处理箱(11)的周向内壁设置有权利要求1和2所述的石墨烯催化网，其中所述光催化处理箱的外壳采用透光材料制作而成。

4.根据权利要求3所述的光学催化石墨烯污水处理装置，其特征在于，所述前处理箱(10)内设置有污水进入口(101)，在所述污水进入口(101)的下方与所述污水进入口(101)连通的设置有圆盘形通道(102)，在所述圆盘形通道(102)的底部设置多个喷洒孔(103)。

5.根据权利要求4所述的光学催化石墨烯污水处理装置，其特征在于，在所述圆盘形通道(102)的下方设置有第一过滤网(104)，所述喷洒孔(103)的孔径大于所述第一过滤网(104)的过滤孔的孔径。

6.根据权利要求5所述的光学催化石墨烯污水处理装置，其特征在于，在所述第一过滤网(104)的下方设置有第二过滤网(105)，所述第一过滤网(104)的过滤孔的孔径大于所述第二过滤孔(105)的孔径。

7.根据权利要求6所述的光学催化石墨烯污水处理装置，其特征在于，在所述第二过滤网(105)的下方具有自所述前处理箱(10)的内壁向下向内倾斜设置生物膜层(106)。

8.根据权利要求7所述的光学催化石墨烯污水处理装置，其特征在于，在所述前处理箱(10)的底部设置污水排出口(107)，所述污水排出口(107)通过第一排出管(111)与所述光催化处理箱(11)连通。

9.根据权利要求8所述的光学催化石墨烯污水处理装置，其特征在于，所述第一排出管(111)在与所述污水排出口(107)接触的位置设置有向下的导流口(108)。

10.根据权利要求7所述的光学催化石墨烯污水处理装置，其特征在于，所述第一排出管(111)的底部设置有多个喷头(112)，所述第一排出管(111)的两端分别与所述光催化处理箱(11)的内壁连接；在所述前处理箱(10)的底部设置有曝气管(109)，所述曝气管(109)与电机连接，所述光催化处理箱(11)的底部通过第二排出管(115)与收集箱(12)的顶部连接。

说明书全文

一种石墨烯光催化网及光学催化石墨烯污水处理装置

技术领域

[0001] 本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种石墨烯光催化网及光学催化石墨烯污水处理装置。

背景技术

[0002] 随着水资源的日益减少，人们越来越开始注重水资源的再利用技术，因此，促进了对污水净化的研究。现有技术中，对污水的处理较为简单，一般是经过简单过滤然后静置处理，这种处理方式对于污水的处理力度是远不够的，污水中的微小杂质不能够被过滤干净，使得再次使用的效果较差。随着锐态TiO2在紫外光照射下具有较好的催化能力的发现和进一步研究，利用光催化剂来降解和处理污染物为环境领域非常活跃的研究方向，用光催化剂处理污水具有很多优点：催化反应在常温常压下就可以进行，能耗比较低；降解速度比较快，操作简单；而且几乎可以降解废水中所有的有机物，使有机物被降解为CO2和H2O，没有二次污染。本申请人发现现有技术中利用光催化的污水处理装置至少还存在如下技术问题：一般采用在污水处理装置中安装紫外灯或者日光灯的方式对光催化剂进行照射使其具有光催化作用，因此，现有的污水处理装置在安装日光灯或紫外灯安装时需要考虑到连接导线的防水问题，而且，将照射光源安装在污水处理装置内部，由于污水处理装置中连续不断的水流，无疑会增加照射光源的损害率，使得照射光源极其容易损害，因此，将照射光源安装在污水处理内部减少了污水处理装置的使用寿命，相应的增加了污水处理的成本。

发明内容

[0003] 基于现有技术之不足，本发明提供了一种新型的石墨烯光催化网及光学催化石墨烯污水处理装置，旨在解决现有的光催化污水处理装置污水处理效率不高、照射光源容易损害的技术问题。本发明的技术方案以及所产生的技术效果如下：

[0004] 本发明提供了一种石墨烯光催化网，所述石墨烯光催化网包括外层框架以及安装在外层框架上的石墨烯光催化纤维网，其中，所述外层框架组成立体框架结构，在所述外层框架立体框架内部设置有多个石墨烯光催化纤维网，其中，所述石墨烯光催化纤维网是由光催化纤维编织而成，所述光催化纤维包括柔性纤维材料以及石墨烯光催化复合材料，所述石墨烯光催化复合材料负载至所述柔性纤维材料上固定。

[0005] 根据本发明的一种优选实施方式，所述石墨烯光催化复合材料夹持在柔性纤维材料中，在光催化石墨烯纤维网上形成有由柔性纤维交织形成的多个网孔。

[0006] 本发明还提供了一种光学催化石墨烯污水处理装置，所述污水处理装置还包括前处理箱和光催化处理箱，其中所述前处理箱的底部通过第一排出管与所述光催化处理箱连通，所述光催化处理箱内部沿所述光催化处理箱的周向内壁设置有所述的石墨烯催化网，其中所述光催化处理箱的外壳采用透光材料制作而成。

[0007] 根据本发明的一种优选实施方式，所述前处理箱内设置有污水进入口，在所述污水进入口的下方与所述污水进入口连通的设置有圆盘形通道，在所述圆盘形通道的底部设置多个喷洒孔。

[0008] 根据本发明的一种优选实施方式，在所述圆盘形通道的下方设置有第一过滤网，所述喷洒孔的孔径大于所述第一过滤网的过滤孔的孔径。

[0009] 根据本发明的一种优选实施方式，在所述第一过滤网的下方设置有第二过滤网，所述第一过滤网的过滤孔的孔径大于所述第二过滤孔的孔径。

[0010] 根据本发明的一种优选实施方式，在所述第二过滤网的下方具有自所述前处理箱的内壁向下向内倾斜设置生物膜层。

[0011] 根据本发明的一种优选实施方式，在所述前处理箱的底部设置污水排出口，所述污水排出口通过第一排出管与所述光催化处理箱连通。

[0012] 根据本发明的一种优选实施方式，所述第一排出管在与所述污水排出口接触的位置设置有向下的导流口。

[0013] 根据本发明的一种优选实施方式，所述第一排出管的底部设置有多个喷头，所述第一排出管的两端分别与所述光催化处理箱的内壁连接；在所述前处理箱的底部设置有曝气管，所述曝气管与电机连接，所述光催化处理箱的底部通过第二排出管与收集箱的顶部连接。

[0014] 本发明相对于现有技术具有如下有益技术效果：

[0015] 本发明提供了一种石墨烯光催化网，所述石墨烯光催化网包括外层框架以及安装在外层框架上的石墨烯光催化纤维网，其中，所述外层框架组成立体框架结构，在所述外层框架立体框架内部设置有多个石墨烯光催化纤维网，其中，所述石墨烯光催化纤维网是由光催化纤维编织而成，所述光催化纤维包括柔性纤维材料以及石墨烯光催化复合材料，所述石墨烯光催化复合材料负载至所述柔性纤维材料上固定。从而使得本发明的石墨烯光催化网形成三维结构，以便能够增加与水流的接触面积，而且采用柔性纤维负载石墨烯光催化复合材料能够负载更多的催化剂，提高污水处理效率。

[0016] 本发明还提供了一种光学催化石墨烯污水处理装置，所述污水处理装置包括前处理箱和光催化处理箱，其中所述前处理箱的底部通过第一排出管与所述光催化处理箱连通，所述光催化处理箱内部沿所述光催化处理箱的周向内壁设置有石墨烯光催化网，其中所述光催化处理箱的外壳采用透光材料制作而成。本发明的污水处理装置采用石墨烯光催化复合材料利用太阳光作为照射光源对污水中的有机物进行催化降解，石墨烯的加入加快了光催化剂的光催化作用，而且本发明利用的是太阳光源，无需在装置内部安装照射光源，能够充分利用太阳光，节能环保，同时也降低了污水处理装置的维修率，延长了污水处理装置的使用寿命。

附图说明

[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0018] 图1是本发明的石墨烯光催化网的结构示意图；

[0019] 图2是本发明的石墨烯光催化网的内部结构示意图；

[0020] 图3是本发明的光学催化石墨烯污水处理装置的结构示意图。

[0021] 图中20-外层框架；201-石墨烯光催化纤维网；21-网孔；10-前处理箱；11-光催化处理箱；12-收集箱；101-污水进入口；102-圆盘形通道；103-喷洒孔；104-第一过滤网；105-第二过滤网；106-生物膜层；107-污水排出口；108-导流口；109-曝气管；111-第一排出管；112-喷头；113-石墨烯光催化网；115-第二排出管。

具体实施方式

[0022] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

[0023] 实施例1

[0024] 本发明提供了一种石墨烯光催化网，参见图1和图2。图1是本发明的石墨烯光催化网的结构示意图，如图1所示，本发明的石墨烯光催化网包括外层框架20以及安装在外层框架20上的石墨烯光催化纤维网201。优选的，外层框架20为立体框架的棱，使得外层框架20组成立体框架结构，在外层框架20立体框架内部设置有多个石墨烯光催化纤维网201。优选的，石墨烯光催化纤维网201编织至所述立体框架上。其中，石墨烯光催化纤维网201是由光催化纤维编织而成，光催化纤维包括柔性纤维材料以及石墨烯光催化复合材料，石墨烯光催化复合材料负载至所述柔性纤维材料上固定。优选的，石墨烯光催化纤维网201中的柔性纤维沿外层框架20的经纬交叉编织而成。优选的，石墨烯光催化复合材料夹持在柔性纤维材料中，在光催化石墨烯纤维网201上形成有由柔性纤维交织形成的多个网孔21。网孔21的形状可以是矩形、正方形、菱形等。优选的，在外层框架20内部也设置有多个石墨烯光催化纤维网，从而使得石墨烯光催化网构成三维立体结构，增加石墨烯光催化网与污水的接触面积，从而使得石墨烯光催化网上的石墨烯光催化复合材料对污水进行净化处理。

[0025] 实施例2

[0026] 本发明还提供了一种光学催化石墨烯污水处理装置。参照图3。图示出了本发明的光学催化石墨烯污水处理装置的结构示意图。如图3所示，污水处理装置包括前处理箱10和光催化处理箱11。其中前处理箱10内设置有污水进入口101。优选的，污水进入口101设置在前处理箱10的顶部。需要处理的污水经过电机驱动经过污水进入口101进入至前处理箱体内。在污水进入口101的下方与污水进入口101连通的设置有圆盘形通道102。即，圆盘形通道102呈圆盘形。在圆盘形通道102的底部设置多个喷洒孔103。污水经过污水进入口101进入至圆盘形通道102内，并通过圆盘形通道102底部的喷洒孔103流出。这样设置的好处在于，能够使污水均匀的进入下方的第一过滤网和第二过滤网。从而增加污水与第一过滤网和第二过滤网的接触面积，使得污水过滤效果更佳。另外，由于污水需要通过圆盘形通道102底部的喷洒孔，喷洒孔可以对污水内的大颗粒的污物进行过滤。

[0027] 进一步的，在圆盘形通道102的下方设置有第一过滤网104，喷洒孔103的孔径大于第一过滤网104的过滤孔的孔径。进一步的，在第一过滤网104的下方设置有第二过滤网105，第一过滤网104的过滤孔的孔径大于第二过滤孔105的孔径。经过第一过滤网和第二过滤网能够对污水中的颗粒物进行过滤。

[0028] 进一步的，在第二过滤网105的下方具有自前处理箱的内壁向下向内倾斜设置生物膜层106。参照图3，生物膜层106包括向下向内倾斜的侧边和水平底边。如此设置可以增加污水与生物膜层的接触面积，从而增加生物膜层对污水中的有机物进行分解净化的能力。

[0029] 进一步的，在前处理箱10的底部设置有曝气管109。曝气管109与电机连接。从而向生物膜层上的微生物提供氧气，加快微生物对污水的净化效率。

[0030] 进一步的，前处理箱10的底部通过第一排出管111与光催化处理箱11连通。优选的，在前处理箱10的底部设置污水排出口107。污水排出口107通过第一排出管111与光催化处理箱11连通。优选的，第一排出管111在与污水排出口107接触的位置设置有向下的导流口108。便于将前处理箱内的污水全部排入至光催化处理箱内。

[0031] 进一步的，第一排出管111的底部设置有多个喷头112。第一排出管111的两端分别与光催化处理箱11的内壁连接。从而使经过前处理箱处理过的污水进入至光催化处理箱体内，并且沿着光催化处理箱体的内壁向下喷入位于光催化处理箱的石墨烯光催化网上。增加了污水与石墨烯光催化复合材料的接触，提高光催化复合材料的催化效率。优选的，光催化处理箱11内部沿所述光催化处理箱11的周向内壁设置有石墨烯光催化网113。优选的，本发明实施方式中的石墨烯光催化复合材料可以是石墨烯和光催化材料结合成的复合材料，例如可以是石墨烯\TiO2纳米复合材料。将石墨烯与光催化剂复合，并且利用石墨烯规整的二维平面结构作为光催化剂的载体，可以提高催化剂的分散程度，而且也能够提高复合材料的光催化活性，提高对污水的处理能力。光催化处理箱的外壳采用透光材料制作而成。能够充分吸收太阳光照射，增加光催化剂的催化能力，而且，无需在整个装置内部安装照射光源，因此，不会出现短路或者光源损害的问题。具有节能环保的效果。

[0032] 进一步的，光催化处理箱11的底部通过第二排出管115与收集箱12的顶部连接。可以将污水处理装置净化后的水进行收集，从而进一步循环利用。本发明的光学催化石墨烯污水处理装置节能环保，具有较高的污水处理能力，而且适用范围广、使用寿命长。

[0033] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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