CN114870906A - 一种催化剂生成的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种催化剂生成的方法及其装置，属于废水处理技术领域，包括：获取电源的工作时间；根据工作时间确定电极上金属氧化物的生成量；确定金属氧化物的生成量满足预设阈值时，关闭电源，并启动搅拌器，从而得到金属催化剂。本发明中基于电源对金属电极电解产生的金属氧化物，作为废水处理的催化剂，实现了资源的回收利用，降低了成本，进而促进废水的处理效率。
Description
技术领域
本发明属于废气处理技术领域，涉及但不限于一种催化剂生成的方法及其装置。
背景技术
随着社会的不断发展，环境污染问题成为全球关注对象，大量的农业、生活、工业污水的排放，对于水体环境遭受了严重的污染。为此，国家进一步制定了更加严格的工业废水排放标准，促进了工业废水污染治理技术的发展。催化剂作为处理废气废水不可缺少的一部分，催化剂直接决定了处理效率。
现有技术中废水处理中的的催化剂主要包括活性炭以及单一的催化，对废水中的特定物质进行有效的处理。
然而，现有技术中废水处理所使用的催化剂存在处理物质单一，成本高，催化效率低的问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中催化剂处理废水过程中的不足，提供一种催化剂生成的方法及其装置，以解决现有催化剂存在处理物质单一，成本高，催化效率低的问题。
为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种催化剂生成的方法，包括：
获取电源的工作时间；
根据所述工作时间确定电极上金属氧化物的生成量；
确定所述金属氧化物的生成量满足预设阈值时，关闭电源，并启动搅拌器，从而得到金属催化剂。
第二方面，本发明提供了一种催化剂生成装置，所述装置包括：反应腔、电源、电极、过滤网和搅拌器，其中，
所述电极与所述电源连接；所述电极设置在所述反应腔内部；所述反应腔内包含废水；所述过滤网设置在所述反应腔的出水口位置处；所述搅拌器设置在所述反应腔内部。
可选的，所述电极包括阳极板和阴极板；所述阳极板与电源正极连接；所述阴极板与电源负极连接。
可选的，所述电源为直流脉冲电源，且所述电源电压为30V-400V。
可选的，所述阳极板为金属板，所述阴极板为不锈钢材质。
可选的，所述装置还包括：微波源和无极紫外灯。
可选的，所述微波源设置在所述反应腔的外部；所述无极紫外灯通过灯架设置在所述反应腔的内部。
可选的，所述微波源包括多个，所多个微波源阵列在所述反应腔的侧壁。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种催化剂生成的方法及其装置，属于废水处理技术领域，包括：获取电源的工作时间；根据所述工作时间确定电极上金属氧化物的生成量；确定所述金属氧化物的生成量满足预设阈值时，关闭电源，并启动搅拌器，从而得到金属催化剂。也就是说，本发明中基于电源对金属电极电解产生的金属氧化物，作为废水处理的催化剂，实现了资源的回收利用，降低了成本，进而促进废水的处理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。
图1为本发明另一实施例提供的催化剂生成的方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
首先对本发明所涉及的名词进行解释：
水性金属硅丙树脂：一种钢铁、不锈钢、铜铝等金属的专用型高性能树脂；水性金属硅丙树脂为钢铁、不锈钢、铜铝等金属的专用型高性能树脂；适用于金属制品的防护与装饰，防锈、防手印；广泛应用于金属烤漆、金属家具、镇流器、白板、印铁、汽车和卷材等金属材质上。
图1为本发明另一实施例提供的催化剂生成的方法方法流程示意图。以下将结合图1，对本发明实施例所提供的催化剂生成的方法及其装置进行详细说明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
臭氧催化剂主要有三种作用：第一吸附富集：高比表面积、吸附量高的催化剂，当废水与催化剂接触时，水中的有机物首先被富集在催化剂表面，当臭氧氧化时，作用于表面有机物的几率更高，臭氧氧化效率提高。
第二催化活化：催化剂具有高效催化活性，能有效催化活化臭氧分子，臭氧分子在催化剂的作用下易于分解产生如羟基自由基之类有高氧化性的自由基，从而提高臭氧的氧化效率。
第三吸附和活化协同作用：催化剂既能高效吸附水中有机污染物，同时又能催化活化臭氧分子，高效产生大量氧化活性的自由基，在这类催化剂表面，有机污染物的吸附和氧化剂的活化协同作用，可以取得更好的催化臭氧氧化效果。
需要说明的是，多相臭氧催化剂主要利用多种高效金属氧化物及金属单质为活性催化材料，采用最新立体构架技术，在高温条件下提高微孔数量和分布均匀度，获得更高的比表面积。最大限度提高臭氧氧化效率，同样氧化条件下，臭氧氧化效率提高30―60％，同样去除率情况下，节约臭氧投加30％以上。
本发明的实施例提供的臭氧分解催化剂可以包括：催化剂载体、粘结剂和无定形催化剂。
其中，所述无定形催化剂通过所述粘结剂附着在所述催化剂载体表面，所述无定型催化剂为氧化锰和分散剂的混合物。
本发明实施例中，催化剂载体为具有活性炭的金属网栅；无定型催化剂还可以为氧化镍和分散剂的混合物，或氧化钴和分散剂的混合物；粘结剂为水性金属硅丙树脂。
本发明提供的一种臭氧分解催化剂，包括：催化剂载体、粘结剂和无定形催化剂；其中，所述无定形催化剂通过所述粘结剂附着在所述催化剂载体表面，所述无定型催化剂为氧化锰和分散剂的混合物。也就是说，该臭氧催化剂制备方法简单且易于实现，使用该臭氧分解催化剂对臭氧进行处理，能够有效降低制备成本，可高效稳定的分解空气中的臭氧污染物。
在一种可行的实施例中，本发明还提供了一种如前述实施例所述的催化剂生成的方法，如图1所示为催化剂生成的方法流程示意图，下面结合图1，对该方法包括的步骤进行具体介绍。
步骤S101、获取电源的工作时间。
本发明实施例中，传感器用于检测电源的工作时间，并将获取的数据实时上传至控制器，控制器根据电源的工作时间执行对应的操作。
步骤S102、根据所述工作时间确定电极上金属氧化物的生成量。
本发明实施例中，电源分别与金属阳极板和不锈钢阴极板连接，在电源的作用下，电极在水中发生电解反应，控制器根据电源的工作时间确定。
步骤S103、确定所述金属氧化物的生成量满足预设阈值时，关闭电源，并启动搅拌器，从而得到金属催化剂。
本发明实施例中，电极的阳极板上产生金属氧化物的沉淀，随着生成量的增加，沉淀物落入废水中，在搅拌器的作用下，将沉淀物与废水充分搅拌后融合。
进一步的，反应腔内部还设置无极紫外灯，反应腔侧壁设置微波源，在微波源的作用下，无极紫外灯对包含催化剂的废水进行快速处理，从而提高废水的处理效率。优选的，在反应腔出水口位置处设置过滤网，防止残渣对处理效果的影响，过滤网定期进行清理，从而保证最佳的处理效果。
本发明提供的一种催化剂生成的方法，包括：获取电源的工作时间；根据所述工作时间确定电极上金属氧化物的生成量；确定所述金属氧化物的生成量满足预设阈值时，关闭电源，并启动搅拌器，从而得到金属催化剂。也就是说，本发明中基于电源对金属电极电解产生的金属氧化物，作为废水处理的催化剂，实现了资源的回收利用，降低了成本，进而促进废水的处理效率。
在另一实施例中，本发明还公开了一种催化剂生成装置，该催化剂生成装置包括：反应腔、电源、电极、过滤网和搅拌器，其中，
所述电极与所述电源连接；所述电极设置在所述反应腔内部；所述反应腔内包含废水；所述过滤网设置在所述反应腔的出水口位置处；所述搅拌器设置在所述反应腔内部。
本发明实施例中，反应腔中包括废水、极板、过滤网以及搅拌器。在电源的作用下，电极在废水中电解，阳极产生金属氧化物，金属氧化物沉淀至反应腔底部，在搅拌器的作用下充分与废水混合，金属氧化物作为处理废水的催化剂反作用于废水，提升废水的处理效果。
具体的，电极包括阳极板和阴极板；所述阳极板与电源正极连接；所述阴极板与电源负极连接。电源为直流脉冲电源，且所述电源电压为30V-400V。阳极板为金属板，所述阴极板为不锈钢材质。
本发明实施例中，阳极板选用金属，例如，阳极板可以为金属铁板、金属铜板、金属锌板、金属镍板以及金属锰板等金属板或镀金属板。阴极板为不锈钢材质，从而保证长时间可用。采用脉冲电源对电极进行电解，从而通过调节电解电源的参数，进而实现对阳极板消耗速度的可控制。
需要说明的是，电极板插入废水中，电极板在电源的作用下，发生电解反应，金属阳极板表面产生金属氧化物沉淀至废水中，阴极板附件产生氢气，排出。
可选的，所述装置还包括：微波源和无极紫外灯；微波源设置在所述反应腔的外部；所述无极紫外灯通过灯架设置在所述反应腔的内部；微波源包括多个，所多个微波源阵列在所述反应腔的侧壁。
本发明实施例中，微波源均匀的分布在反应腔侧壁。微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电波，被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频点磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化。造成分子的相互摩擦运动的效应，此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一些列物化过程而达到微波加热的目的。
采用微波加热，具有以下优点：加热时间短；热能利用率高，节省能源；加热均匀；微波源易于控制，微波还能诱导催化反应的发生。
微波是由微波源产生的，微波源主要由大功率磁控管构成。磁控管是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件，能产生大功率的微波能，例如4250MHz的磁波管可以得到5MHz，而4250MHz速调管可得到30MHz，所以微波技术可以应用到废水处理技术领域。
本发明实施例中公开的一种催化剂生成装置，包括：反应腔、电源、电极、过滤网和搅拌器，其中，所述电极与所述电源连接；所述电极设置在所述反应腔内部；所述反应腔内包含废水；所述过滤网设置在所述反应腔的出水口位置处；所述搅拌器设置在所述反应腔内部。也就是说，本发明中的电源对金属电极电解产生的金属氧化物，作为废水处理的催化剂，实现了资源的回收利用，降低了成本，进而促进废水的处理效率。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (8)
1.一种催化剂生成的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电源的工作时间；
根据所述工作时间确定电极上金属氧化物的生成量；
确定所述金属氧化物的生成量满足预设阈值时，关闭电源，并启动搅拌器，从而得到金属催化剂。
2.一种催化剂生成装置，其特征在于，所述装置包括：反应腔、电源、电极、过滤网和搅拌器，其中，
所述电极与所述电源连接；所述电极设置在所述反应腔内部；所述反应腔内包含废水；所述过滤网设置在所述反应腔的出水口位置处；所述搅拌器设置在所述反应腔内部。
3.根据权利要求2所述的催化剂生成装置，其特征在于，所述电极包括阳极板和阴极板；所述阳极板与电源正极连接；所述阴极板与电源负极连接。
4.根据权利要求3所述的催化剂生成装置，其特征在于，所述电源为直流脉冲电源，且所述电源电压为30V-400V。
5.根据权利要求3所述的催化剂生成装置，其特征在于，所述阳极板为金属板，所述阴极板为不锈钢材质。
6.根据权利要求2所述的催化剂生成装置，其特征在于，所述装置还包括：微波源和无极紫外灯。
7.根据权利要求6所述的催化剂生成装置，其特征在于，所述微波源设置在所述反应腔的外部；所述无极紫外灯通过灯架设置在所述反应腔的内部。
8.根据权利要求7所述的催化剂生成装置，其特征在于，所述微波源包括多个，所多个微波源阵列在所述反应腔的侧壁。
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