申请/专利权人：农业农村部规划设计研究院

申请日：2023-06-21

公开（公告）日：2023-09-29

公开（公告）号：CN116492957B

主分类号：B01J19/12

分类号：B01J19/12;B01J8/00;B01J8/10;C01B32/05

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.09.29#授权;2023.08.15#实质审查的生效;2023.07.28#公开

摘要：本发明公开了一种催化剂可循环利用的生物炭内源PAHs光催化去除方法与装置。本发明装置包括光解反应室、第一螺旋输送装置、带式震动磁送机和第二螺旋输送装置；光解反应室包括具有第一开口端和第二开口端的筒状本体，在筒状本体内设有紫外灯管，第一螺旋输送装置套设在紫外灯管外，光解反应室出料口下方设有带式震动磁送机，包括一倾斜设置的磁力输送带和安装在磁力输送带上的震动泵，第二螺旋输送装置将分离收集的磁性催化剂循环利用。本发明对生物炭内源PAHs进行光催化去除的同时，通过将光催化剂TiO2和Fe3O4制成纳米TiO2Fe3O4以对催化剂进行磁性负载，使用带式震动磁送机对其进行二次回收利用，具有成本低、易回收、可重复循环使用且降解彻底等优势。

主权项：1.一种催化剂可循环利用的生物炭内源PAHs光催化去除方法，其特征在于，所述方法利用的装置包括：光解反应室，包括具有第一开口端和第二开口端的筒状本体，在所述筒状本体内沿着所述第一开口端至所述第二开口端的方向设有紫外灯管，所述第一开口端设有进料口，所述第二开口端设有出料口；第一螺旋输送装置，沿着所述第一开口端至所述第二开口端的方向设置于所述筒状本体内且套设在所述紫外灯管外，用于将磁性催化剂和生物炭从所述进料口输送至所述出料口；带式震动磁送机，用于分离所述光解反应室出料口的混合物料，包括一倾斜设置的磁力输送带和安装在所述磁力输送带上的震动泵，所述磁力输送带的两端分别为生物炭输出端和磁性催化剂输出端，所述生物炭输出端低于所述磁性催化剂输出端；第二螺旋输送装置，用于将所述磁性催化剂输出端的磁性催化剂输送至所述光解反应室以循环利用所述磁性催化剂；所述装置还包括曝气管，沿着所述第一开口端至所述第二开口端的方向设置于所述筒状本体内，所述曝气管与氧气瓶连接，所述曝气管位于所述第一螺旋输送装置外，且固定在所述筒状本体的内壁上；包括如下步骤：（1）将纳米TiO2和Fe3O4制成纳米TiO2Fe3O4复合粒子，得到磁性催化剂；（2）将农作物秸秆制成的生物炭和所述磁性催化剂混合均匀后由所述进料口添加至所述光解反应室内，混合物料在氧气存在和紫外灯管的照射下进行光催化反应且反应同时在所述第一螺旋输送装置的作用下由进料口匀速输送至出料口，出料口经光催化的物料进入所述磁力输送带上，在磁性存在的状态下混合物料中的磁性催化剂被吸附在所述磁力输送带上并向上输送，生物炭在所述震动泵的作用下滑落至生物炭输出端，所述磁性催化剂输送至磁性催化剂输出端且待无磁力时收集磁性催化剂，收集的磁性催化剂重新进入所述光解反应室循环利用；步骤（1）中，制备所述纳米TiO2Fe3O4复合粒子的步骤如下：将纳米TiO2和Fe3O4放入水中混匀，加入柠檬酸进行搅拌反应，反应完毕后依次进行过滤、烘干和研磨，得到纳米TiO2Fe3O4复合粒子；所述生物炭与所述纳米TiO2的重量比为1：（1~4）；所述生物炭的制备方法如下：在惰性气体保护下，将所述农作物秸秆进行连续热解炭化，得到所述生物炭；所述连续热解炭化的升温速率为10℃min；所述连续热解炭化的温度为400~500℃，时间为2小时；所述紫外灯管的波长为253~420nm；所述紫外灯管的功率为6~12W；所述光催化反应在曝气状态下进行，所述曝气状态的曝气量为20~30gO2L·h，曝气间隔30min；所述光催化反应的时间为1~4h；所述第一螺旋输送装置的转速为5~10rmin。

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权利要求：

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