奈米光催化飲用水淨水器的原理是什麼

同樣是催化氧化、氧化還原、

主要在容器內部，過濾表面塗有光觸媒，再加上紫外線的照射，使光觸媒具有催化作用。 我個人認為紫外線也會對水體進行消毒（但紫外線消毒有缺點）。

光觸媒（主要成分是：二氧化鈦）紫外線照射到催化劑上會產生大量的電子和空穴，並形成負氧離子和OH。自由基。 最後，水中的細菌和有機物被氧陰離子和OH自由氧化。

供水質量關係到廣大居民的健康和產品質量。 目前，我國自來水水質還比較差。

細菌中細菌總數的平均通過率為97 87，大腸桿菌的平均通過率為77 95。 許多建築物的供水系統一般採用水幫浦和水箱或蓄水箱組成社群供水系統，其細菌指數遠高於自來水廠的出水指數。 此外，在自來水中檢測到2,000多種有機化合物，其中一些具有致癌性或懷疑致癌性。

這些有機有毒物質主要來源於：（1）水源中殘留的農藥汙染; （2）水中的有機腐生物：（3）自來水的氯化。

原料有機氯替代品等 為保證正常和高質量的生活，解決生活用水中的細菌和有機物問題。

淨化問題已成為高質量供水的關鍵問題。

利用奈米技術開發的光催化技術不僅可以降解幾乎所有的有機物，而且可以降解。

它還具有強大而廣泛的殺菌效能。 在建築物供水系統中使用光催化技術不僅可以在沒有氯的情況下使用。

此外，儲存的水經過殺菌淨化，抑制了細菌的繁殖，還能在自來水中帶來各種有毒有機汙染物。

淨化和改善飲用水的質量和口感。 該技術適用於住宅供水和生活供水系統。

清華大學對光催化技術進行了多年的研究：材料在製備中的應用、催化劑的製備和環境組分。

在光催化技術研究方面取得了突破性進展。 目前已申請國家發明專利。

10 項。 在新型光觸媒的研究和室內空氣淨化器的應用方面具有創新成果和先進技術。

2.技術指標。

1）催化劑的水壓阻力必須超過0 8MPa

2）典型有機物（氯仿）的淨化率達到20;

3）殺菌率在90以上。

3. 應用說明。

由於光催化反應提純系統只需要乙個紫外光源和乙個光觸媒，其結構是不是很簡單？ 很容易進入。

供水系統在儲水裝置或移動裝置上實現。 通過點燃紫外線燈，可以殺死光觸媒上的輻射。

對細菌和有機毒物的淨化作用。 一般UV燈密封在石英管中，對於5m3的儲水裝置，使用30W

紫外線光源就可以了。 催化劑一般採用柔性催化劑網路，可提高光利用效率和滿意度。

在不同條件下安裝。

4.效益分析。

目前，已有成熟的技術和工藝。 對於家用淨化系統，一套售價500元左右，可以出售。

約1000-1500元。 對於小區供水，可與小區的供水壓力系統相結合，改善整個小區的供水。 質量。

PP棉可去除自來水中的各種可見物體、灰塵和雜質。 預活性炭可去除氯和有機雜質，還可以吸收水中有機化合物的氣味、顏色和氣味。 超濾或反滲透可去除水中的細菌、病毒和孢子。

後活性炭裝置進一步改善了味道並消除了異味。

活性炭比較常用，多由香精、煤、果殼（芯）等含碳物質經化學或物理活化而成。 它具有非常多的微孔和比表面積，因此具有很強的吸附能力，可以有效地吸附水中的有機汙染物。 此外，在活化過程中，活性炭表面的無定形部分會形成一些含氧官能團，使活性炭具有化學吸附和催化氧化還原的特性，能有效去除水中的一些金屬離子。

反滲透是一種分離技術，它利用壓力使水通過合成膜，只允許純水通過，同時排除汙染物。 採用的RO反滲透技術，是美國和NASA花費數億美元，為解決月球太空人飲水問題，經過多年努力研發的高科技成果。 成本較高，適用於水質較差的地區。

採用反滲透技術原水通過精濾器、顆粒活性炭過濾器、壓縮活性炭過濾器等，使濃度較高的水變成低濃度水，同時將大量混入水中的工業汙染物、重金屬、細菌、病毒等雜質全部分離出來。

單級工藝設計：原水箱、原水幫浦、砂濾器、碳吸附器、軟水器（或計量加藥系統）、精濾器、高壓幫浦、反滲透裝置、臭氧發生器、純水箱、水點。

兩級工藝設計：原水、原水箱、原水幫浦、多介質過濾器、活性炭過濾器、軟水器（阻垢劑裝置）、精密過濾器、高壓幫浦、一級反滲透（RO）裝置、純水箱、高壓幫浦、兩級反滲透、紫外線殺菌裝置（臭氧殺菌裝置）、水點。

家用飲用水淨化裝置採用反滲透技術，即將原水通過細濾器、顆粒活性炭過濾器、壓縮活性炭過濾器等，然後通過幫浦加壓，使用孔徑為1 10000 m的反滲透膜（RO膜）（相當於大腸桿菌大小的1 6000 m和病毒大小的1 300 m），使濃度較高的水變成低濃度水， 同時分離出所有混入水中的雜質，如工業汙染物、重金屬、細菌、病毒等。為了達到飲用規定的理化指標和健康標準，生產出純淨純淨的水，是人體及時補充優質水的最佳選擇。由於RO反滲透技術生產的水純度是目前人類掌握的所有制水技術中最高的，因此清潔度幾乎達到100%。

特點：在室溫下無相變的條件下，可分離溶質和水，適用於熱敏性物質的分離和濃縮，能耗低於相變分離法。

反滲透膜分離技術具有廣泛的雜質去除範圍。

高脫鹽率和水回用率可以攔截粒徑超過幾奈米的溶質。

採用低壓作為膜分離動力，因此分離裝置簡單，易於操作、維護和自我控制，且現場安全衛生。

飲用水淨化裝置使用方便，裝置零部件均採用進口產品，技術先進，質量可靠，自動化程度高，自動停機，發生故障時自動停機，具有自動保護功能。

隨著人們對飲水健康的要求越來越高，淨水裝置也應運而生。 無論是小型家用純水裝置，還是大型純淨水處理裝置，用於飲用水生產企業，都在不斷發展壯大。 但是，為了使其出水水質符合飲用衛生標準，延長裝置的使用壽命，減少家庭和企業的成本投入，有必要對裝置配件的濾芯進行維護和清潔。

奈米光催化催化劑材料是一種吸收光能後在其表面產生催化反應的物質，其功能與植物葉綠素相似。 當特定奈米波長的紫外光照射光催化催化劑材料時，其表面會發生光催化氧化還原反應。

奈米光觸媒在特定波長的光照射下受刺激生成高能粒子，與周圍水、氧相互作用後具有很強的氧化還原能力，能將空氣中的甲醛、苯等汙染物分解成無害無味的物質，破壞細菌的細胞壁，殺滅細菌，分解其絲網細菌， 從而消除空氣汙染。

目前常用的水過濾技術主要有四種：（微濾、超濾、鈉濾、反滲透）。

1 微濾 （MF）：

過濾精度一般以微公尺為單位，像常見的各種PP濾芯、活性炭濾芯、陶瓷濾芯等，都屬於微濾的範疇，用於簡單的粗濾，過濾水中沉澱物、鐵鏽等大顆粒雜質，不能去除細菌等有害物質， 水中的病毒、有機物和重金屬離子。它通常不可清洗，是一次性過濾材料，需要經常更換。

答：PP棉芯：一般只用於要求不高的粗濾，去除水中的沉澱物和鐵鏽等大顆粒。

b：活性炭：顆粒活性炭過濾器是美國銷售最廣泛的裝置，它足以消除水中的異味和氯氣，但不能有效去除水中的所有有毒化學物質和其他汙染物。

c：陶瓷濾芯：最小過濾精度可達微公尺級，可用於殺菌。 但是，它通常具有較小的流速，不易清潔。

2.超濾（UF）：

過濾精度以微公尺為單位，屬於21世紀六大高科技技術之一。 它是一種利用壓差的膜分離技術，可以過濾掉水中的鐵鏽、沉積物、懸浮物、膠體、細菌、病毒、大分子有機物等有害物質，並能保留一些對人體有益的礦物質元素。 是礦泉水和山泉水生產過程中的核心成分。

超濾過程中的**水含量高達95%以上。 並且可以輕鬆實現沖洗和反沖洗，不易堵塞，使用壽命相對較長。 其中，過濾精度為微公尺級的超濾膜因其產水率與過濾效果的功效比最佳而被廣泛使用。

3.鈉過濾（NF）：

過濾精度介於超濾和反滲透之間，脫鹽速率低於反滲透，也是一種需要電力和加壓的膜分離技術，水的過濾率較低。 一般用於工業純水製造。

4. 反滲透（RO）：

過濾精度可達微公尺左右，是60年代初美國研製的利用差壓的超高精度膜分離技術。 它幾乎可以過濾掉水中所有的雜質（包括有害和有益），只允許水分子通過，一般用於製造純淨水、工業超純水、製藥超純水。 反滲透技術需要加壓和電力，水的利用率低，不適合大量生活飲用水的淨化。

淨水器之所以能過濾淨化水質，主要是通過內建濾芯進行淨化和過濾，濾芯的組成一般是以下濾膜權利：

PP棉、預活性炭、樹脂膜、超濾膜或RO反滲透膜和後活性炭。

淨水器水和瓶裝水的區別在於：瓶裝水有保質期，需要及時用完，桶裝水成本長了比淨水器成本高。 節省家庭飲用水，即生活用水的成本。

人們從水中得到的微量元素很少，水中沒有對人體沒有任何影響的微量元素。

光催化是奈米半導體的獨特性質之一。 就銳鈦礦奈米TiO2光催化劑而言，顆粒的能帶結構由充滿電子的低能價帶和空的高能導帶組成，價帶與導帶之間存在帶隙。 光子能量等於或大於tiO2帶隙寬度能量（ ，特別是當受到紫外光照射時，價帶中的電子會被激發到嚮導帶過渡，從而產生高反應性的光生空穴（H+和光生電子（E）分別在價帶和導帶上——光生空穴被氧化， 而光生電子正在減少。

此時，H+和E-有兩種可能，一種是兩者結合，以熱量的形式釋放吸收的光能，從而降低光催化效率; 其次，在外界電場的作用下，H+和E-被分離並遷移到粒子表面的不同位置，將吸收的光能轉化為化學能。 實驗表明，吸附在TiO2表面的O2的E-反應可以生成過氧化物離子自由基。 在pH<4的條件下，H+和過氧化物離子自由基在形成H2O2的基礎上可以進一步轉化為強氧化劑，能進一步與大多數有機汙染物、細菌、病毒和一些無機汙染物相互作用，最終氧化分解成CO2、H2O等無害物質和無機物質。

價帶的氧化還原電位為正，導帶的氧化還原電位為負，光生空穴和光生電子的氧化還原能力越強，使汙染物的光催化降解效率大大提高。 此外，許多有機物的電位比半導體的負電位更大，因此有機物直接被H+氧化也是可行的。 另一方面，在表面具有很強還原能力的高反應性e-，可以還原和去除水中的金屬離子，從而實現光能向化學能的轉化。