公布日：2024.06.25
申請日：2024.04.26
分類號：C02F1/72(2023.01)I;C02F1/467(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本發明涉及電催氧化裝置技術領域，公開了一種用于電鍍漂洗污水破絡的基于鈦基納米導電陶瓷電催化氧化裝置，包括：氧化池內置催化液，其頂部設有多個圖像檢測模塊，用于捕捉待催化物的圖像信息。氧化池底部則裝有聲波探測模塊，用以分析待催化物的結構。分析模塊與這些模塊相連，負責構建待催化物的三維模型，并與預設樣本結構比對，從而獲取相應的催化參數。此外，分析模塊還依據三維模型與樣本的比值調整催化參數。催化模塊設在氧化池內，與電源連接，負責向池內釋放電流。中控模塊則與分析模塊和催化模塊相連，負責根據催化參數調控電流釋放。本發明通過圖像檢測、聲波探測、三維模型分析和電流催化等多種功能，實現了對復雜廢水的高效處理。
權利要求書
1.一種用于電鍍漂洗污水破絡的基于鈦基納米導電陶瓷電催化氧化裝置，其特征在于，包括：氧化池，其中設置有催化液；圖像檢測模塊，設置有若干，且若干所述圖像檢測模塊沿所述氧化池的周向分別設置在所述氧化池的頂部，所述圖像檢測模塊用于獲取待催化物的圖像信息；聲波探測模塊，設置在所述氧化池的底部，所述聲波探測模塊用于探測所述氧化池中的待催化物的結構；分析模塊，分別與所述聲波探測模塊和若干圖像檢測模塊電連接，所述分析模塊用于根據所述待催化物的各圖像信息以及所述待催化物的結構建立三維模型，所述分析模塊還用于根據所述待催化物的結構與預設的樣本結構之間進行匹配，并獲取匹配成功后的所述樣本的催化參數，所述分析模塊還用于根據所述三維模型與所述樣本之間的比值，調整所述催化參數；催化模塊，設置在所述氧化池的內部，所述催化模塊一端與電源相連通，所述催化模塊用于向所述氧化池內釋放電流；中控模塊，分別與所述分析模塊和催化模塊電連接，所述中控模塊用于根據所述催化參數控制所述催化模塊向所述氧化池釋放電流。
2.如權利要求1所述的用于電鍍漂洗污水破絡的基于鈦基納米導電陶瓷電催化氧化裝置，其特征在于，所述催化模塊的電極材質為鈦基納米導電陶瓷。
3.如權利要求1所述的用于電鍍漂洗污水破絡的基于鈦基納米導電陶瓷電催化氧化裝置，其特征在于，所述分析模塊包括：獲取單元，與數據庫電連接，所述獲取單元用于獲取各種催化物結構，并根據各所述催化物的結構建立樣本集；建模單元，分別與所述聲波探測模塊和若干圖像檢測模塊電連接，所述建模單元用于根據所述待催化物的各圖像信息以及所述待催化物的結構建立三維模型；分析單元，分別與所述建模單元和獲取單元電連接，所述分析單元用于根據所述三維模型的結構與樣本結構之間進行匹配，并獲取匹配成功后的所述樣本模型的催化參數，所述分析單元還用于根據所述三維模型與所述樣本之間的比值，調整所述催化參數。
4.如權利要求3所述的用于電鍍漂洗污水破絡的基于鈦基納米導電陶瓷電催化氧化裝置，其特征在于，所述分析單元還用于根據所述三維模型與所述樣本之間的比值，調整所述催化參數時，包括：所述分析單元還用于獲取所述三維模型的體積，并獲取所述三維模型與所述樣本之間的體積比值；所述分析單元還用于獲取所述樣本的催化參數，所述分析單元還用于根據所述體積比值對所述催化參數進行調整，并確定調整后的催化參數為所述催化物的催化參數。
5.如權利要求4所述的用于電鍍漂洗污水破絡的基于鈦基納米導電陶瓷電催化氧化裝置，其特征在于，所述分析單元確定所述催化物的催化參數時包括：所述分析單元還用于獲取所述催化液的實時ph值，并根據所述催化液的實時ph值與所述催化參數的ph之間的關系，判斷是否對所述催化液的實時ph值進行調整；其中，當所述催化液的實時ph值與所述催化參數的ph值之間不一致時，所述分析單元則根據所述催化液的實時ph值與所述催化參數的ph值之間的關系，確定所述催化液的實時ph值的酸堿調整系數；所述分析單元還用于根據所述酸堿調整系數與預設的酸堿調整系數閾值之間的關系，確定是否對氧化時間進行調整；當所述酸堿調整系數處于預設酸堿調整系數閾值時，所述分析單元則確定不對所述催化液的實時ph值進行調整，并根據所述酸堿調整系數與所述預設酸堿調整系數閾值之間的差值確定氧化時間；當所述酸堿調整系數不位于所述預設酸堿調整系數閾值時，所述分析單元則不對所述氧化時間進行調整，并根據所述酸堿調整系數對所述催化液的實時ph值進行調整。
6.如權利要求5所述的用于電鍍漂洗污水破絡的基于鈦基納米導電陶瓷電催化氧化裝置，其特征在于，所述分析單元根據所述催化液的實時ph值與所述催化參數的ph值之間的關系，確定所述催化液的實時ph值的酸堿調整系數時，包括：所述分析單元還用于獲取所述催化液的實時ph值與所述催化參數的ph值之間的ph差值L，L＝l-l0，l為所述催化液的實時ph值，l0為所述催化參數的ph值；所述分析模塊還用于根據所述ph差值L與預設的ph差值之間的關系，確定所述催化液的實時ph值的酸堿調整系數；其中，所述分析單元配置有第一預設ph差值L1和第二預設ph差值L2，且L1＜L2；當L≤L1時，所述分析單元則確定所述催化液的實時ph值的酸堿調整系數為N3；當L1＜L≤L2時，所述分析單元則確定所述催化液的實時ph值的酸堿調整系數為N2；當L＞L2時，所述分析單元則確定所述催化液的實時ph值的酸堿調整系數為N1；且，N1＜0＜N2＜N3。
7.如權利要求5所述的用于電鍍漂洗污水破絡的基于鈦基納米導電陶瓷電催化氧化裝置，其特征在于，所述分析單元還用于根據所述三維模型與所述樣本之間的比值，調整所述催化參數時，還包括：所述分析單元還用于獲取所述催化物的表面實時電流密度，并根據所述實時電流密度與所述催化參數的電流密度之間的關系，判斷是否對所述催化物的表面實時電流密度進行調節；其中，當所述實時電流密度與所述催化參數的電流密度之間不一致時，所述分析單元則根據所述實時電流密度與所述催化參數的電流密度之間的關系，確定所述催化物的表面實時電流密度的密度調節系數；所述分析單元還用于根據所述密度調節系數與預設的密度調節系數閾值之間的關系，確定是否對所述氧化時間進行修正；當所述密度調節系數位于預設密度調節系數閾值時，所述分析單元則不對所述催化物的表面實時電流密度進行調節，并根據所述密度調節系數位于預設密度調節系數閾值之間的關系，修正所述氧化時間；當所述密度調節系數不位于所述預設密度調節系數閾值時，所述分析單元則不對所述氧化時間進行修正，并根據所述密度調節系數對所述催化物的表面實時電流密度進行調節。
8.如權利要求7所述的用于電鍍漂洗污水破絡的基于鈦基納米導電陶瓷電催化氧化裝置，其特征在于，所述分析單元則根據所述實時電流密度與所述催化參數的電流密度之間的關系，確定所述催化物的表面實時電流密度的密度調節系數時，包括：所述分析單元還用于獲取所述實時電流密度與所述催化參數的電流密度之間的密度差值K，K＝k-k0，k為所述實時電流密度，k0為所述催化參數的電流密度；所以分析單元還用于根據所述密度差值K與預設的密度差值之間的關系，確定所述催化物的表面實時電流密度的密度調節系數；其中，所述分析單元還配置有第一預設密度差值K1和第二預設密度差值K2，且K1＜K2；當K≤K1時，所述分析單元則確定所述催化物的表面實時電流密度的密度調節系數為M3；當K1＜K≤K2時，所述分析單元則確定所述催化物的表面實時電流密度的密度調節系數為M2；當K＞K2時，所述分析單元則確定所述催化物的表面實時電流密度的密度調節系數為M1；且，M1＜0＜M2＜M3。
9.如權利要求7所述的用于電鍍漂洗污水破絡的基于鈦基納米導電陶瓷電催化氧化裝置，其特征在于，所述分析單元還用于根據所述三維模型與所述樣本之間的比值，調整所述催化參數時，還包括：所述分析單元還用于獲取所述催化模塊釋放電流的實時電壓，并根據所述實時電壓與所述催化參數的電壓之間的關系，判斷是否對所述催化模塊釋放電流的電壓進行調正；其中，當所述實時電壓與所述催化參數的電壓之間不一致時，所述分析單元則根據所述實時電壓與所述催化參數的電壓之間的關系，確定所述催化模塊的電壓調正系數；所述分析單元還用于根據所述電壓調正系數與預設的電壓調正系數閾值之間的關系，確定是否對所述氧化時間進行校正；當所述電壓調正系數位于預設電壓調正系數閾值時，所述分析單元則不對所述催化模塊的電壓進行調正，并根據所述電壓調正系數與所述預設電壓調正系數閾值之間的關系，校正所述氧化時間；當所述電壓調正系數不位于所述預設電壓調正系數閾值時，所述分析單元則對不對所述氧化時間進行校正，并根據所述電壓調正系數對所述催化模塊的電壓進行調正。
10.如權利要求9所述的用于電鍍漂洗污水破絡的基于鈦基納米導電陶瓷電催化氧化裝置，其特征在于，當所述實時電壓與所述催化參數的電壓之間不一致時，所述分析單元則根據所述實時電壓與所述催化參數的電壓之間的關系，確定所述催化模塊的電壓調正系數時，包括：所述分析單元還用于獲取所述實時電壓與所述催化參數的電壓之間的電壓差值J，J＝j-j0，j為所述實時電壓，j0為所述催化參數的電壓；所述分析單元還用于根據所述電壓差值J與預設的電壓差值之間的關系，確定所述催化模塊的電壓調正系數：其中，所述分析單元還配置有第一預設電壓差值J1和第二預設電壓差值J2，且J1＜J2；當J≤J1時，所述分析單元則確定所述催化模塊的電壓調正系數為B3；當J1＜J≤J2時，所述分析單元則確定所述催化模塊的電壓調正系數為B2；當J＞J2時，所述分析單元則確定所述催化模塊的電壓調正系數為B1；且，B1＜0＜B2＜B3。
發明內容
鑒于此，本發明提出了一種用于電鍍漂洗污水破絡的基于鈦基納米導電陶瓷電催化氧化裝置，旨在解決當前技術中催化反應過程中催化效率低，催化穩定性差以及能耗和催化成本較高的問題。
本發明提出了一種用于電鍍漂洗污水破絡的基于鈦基納米導電陶瓷電催化氧化裝置，包括：
氧化池，其中設置有催化液；
圖像檢測模塊，設置有若干，且若干所述圖像檢測模塊沿所述氧化池的周向分別設置在所述氧化池的頂部，所述圖像檢測模塊用于獲取待催化物的圖像信息；
聲波探測模塊，設置在所述氧化池的底部，所述聲波探測模塊用于探測所述氧化池中的待催化物的結構；
分析模塊，分別與所述聲波探測模塊和若干圖像檢測模塊電連接，所述分析模塊用于根據所述待催化物的各圖像信息以及所述待催化物的結構建立三維模型，所述分析模塊還用于根據所述待催化物的結構與預設的樣本結構之間進行匹配，并獲取匹配成功后的所述樣本的催化參數，所述分析模塊還用于根據所述三維模型與所述樣本之間的比值，調整所述催化參數；
催化模塊，設置在所述氧化池的內部，所述催化模塊一端與電源相連通，所述催化模塊用于向所述氧化池內釋放電流；
中控模塊，分別與所述分析模塊和催化模塊電連接，所述中控模塊用于根據所述催化參數控制所述催化模塊向所述氧化池釋放電流。
進一步的，所述催化模塊的電極材質為鈦基納米導電陶瓷。
進一步的，所述分析模塊包括：
獲取單元，與數據庫電連接，所述獲取單元用于獲取各種催化物結構，并根據各所述催化物的結構建立樣本集；
建模單元，分別與所述聲波探測模塊和若干圖像檢測模塊電連接，所述建模單元用于根據所述待催化物的各圖像信息以及所述待催化物的結構建立三維模型；
分析單元，分別與所述建模單元和獲取單元電連接，所述分析單元用于根據所述三維模型的結構與樣本結構之間進行匹配，并獲取匹配成功后的所述樣本模型的催化參數，所述分析單元還用于根據所述三維模型與所述樣本之間的比值，調整所述催化參數。
進一步的，所述分析單元還用于根據所述三維模型與所述樣本之間的比值，調整所述催化參數時，包括：
所述分析單元還用于獲取所述三維模型的體積，并獲取所述三維模型與所述樣本之間的體積比值；
所述分析單元還用于獲取所述樣本的催化參數，所述分析單元還用于根據所述體積比值對所述催化參數進行調整，并確定調整后的催化參數為所述催化物的催化參數。
進一步的，所述分析單元確定所述催化物的催化參數時包括：
所述分析單元還用于獲取所述催化液的實時ph值，并根據所述催化液的實時ph值與所述催化參數的ph之間的關系，判斷是否對所述催化液的實時ph值進行調整；
其中，當所述催化液的實時ph值與所述催化參數的ph值之間不一致時，所述分析單元則根據所述催化液的實時ph值與所述催化參數的ph值之間的關系，確定所述催化液的實時ph值的酸堿調整系數；
所述分析單元還用于根據所述酸堿調整系數與預設的酸堿調整系數閾值之間的關系，確定是否對氧化時間進行調整；
當所述酸堿調整系數處于預設酸堿調整系數閾值時，所述分析單元則確定不對所述催化液的實時ph值進行調整，并根據所述酸堿調整系數與所述預設酸堿調整系數閾值之間的差值確定氧化時間；
當所述酸堿調整系數不位于所述預設酸堿調整系數閾值時，所述分析單元則不對所述氧化時間進行調整，并根據所述酸堿調整系數對所述催化液的實時ph值進行調整。
進一步的，所述分析單元根據所述催化液的實時ph值與所述催化參數的ph值之間的關系，確定所述催化液的實時ph值的酸堿調整系數時，包括：
所述分析單元還用于獲取所述催化液的實時ph值與所述催化參數的ph值之間的ph差值L，L＝l-l0，l為所述催化液的實時ph值，l0為所述催化參數的ph值；
所述分析模塊還用于根據所述ph差值L與預設的ph差值之間的關系，確定所述催化液的實時ph值的酸堿調整系數；
其中，所述分析單元配置有第一預設ph差值L1和第二預設ph差值L2，且L1＜L2；
當L≤L1時，所述分析單元則確定所述催化液的實時ph值的酸堿調整系數為N3；
當L1＜L≤L2時，所述分析單元則確定所述催化液的實時ph值的酸堿調整系數為N2；
當L＞L2時，所述分析單元則確定所述催化液的實時ph值的酸堿調整系數為N1；
且，N1＜0＜N2＜N3。
進一步的，所述分析單元還用于根據所述三維模型與所述樣本之間的比值，調整所述催化參數時，還包括：
所述分析單元還用于獲取所述催化物的表面實時電流密度，并根據所述實時電流密度與所述催化參數的電流密度之間的關系，判斷是否對所述催化物的表面實時電流密度進行調節；
其中，當所述實時電流密度與所述催化參數的電流密度之間不一致時，所述分析單元則根據所述實時電流密度與所述催化參數的電流密度之間的關系，確定所述催化物的表面實時電流密度的密度調節系數；
所述分析單元還用于根據所述密度調節系數與預設的密度調節系數閾值之間的關系，確定是否對所述氧化時間進行修正；
當所述密度調節系數位于預設密度調節系數閾值時，所述分析單元則不對所述催化物的表面實時電流密度進行調節，并根據所述密度調節系數位于預設密度調節系數閾值之間的關系，修正所述氧化時間；
當所述密度調節系數不位于所述預設密度調節系數閾值時，所述分析單元則不對所述氧化時間進行修正，并根據所述密度調節系數對所述催化物的表面實時電流密度進行調節。
進一步的，所述分析單元則根據所述實時電流密度與所述催化參數的電流密度之間的關系，確定所述催化物的表面實時電流密度的密度調節系數時，包括：
所述分析單元還用于獲取所述實時電流密度與所述催化參數的電流密度之間的密度差值K，K＝k-k0，k為所述實時電流密度，k0為所述催化參數的電流密度；
所以分析單元還用于根據所述密度差值K與預設的密度差值之間的關系，確定所述催化物的表面實時電流密度的密度調節系數；
其中，所述分析單元還配置有第一預設密度差值K1和第二預設密度差值K2，且K1＜K2；
當K≤K1時，所述分析單元則確定所述催化物的表面實時電流密度的密度調節系數為M3；
當K1＜K≤K2時，所述分析單元則確定所述催化物的表面實時電流密度的密度調節系數為M2；
當K＞K2時，所述分析單元則確定所述催化物的表面實時電流密度的密度調節系數為M1；
且，M1＜0＜M2＜M3。
進一步的，所述分析單元還用于根據所述三維模型與所述樣本之間的比值，調整所述催化參數時，還包括：
所述分析單元還用于獲取所述催化模塊釋放電流的實時電壓，并根據所述實時電壓與所述催化參數的電壓之間的關系，判斷是否對所述催化模塊釋放電流的電壓進行調正；
其中，當所述實時電壓與所述催化參數的電壓之間不一致時，所述分析單元則根據所述實時電壓與所述催化參數的電壓之間的關系，確定所述催化模塊的電壓調正系數；
所述分析單元還用于根據所述電壓調正系數與預設的電壓調正系數閾值之間的關系，確定是否對所述氧化時間進行校正；
當所述電壓調正系數位于預設電壓調正系數閾值時，所述分析單元則不對所述催化模塊的電壓進行調正，并根據所述電壓調正系數與所述預設電壓調正系數閾值之間的關系，校正所述氧化時間；
當所述電壓調正系數不位于所述預設電壓調正系數閾值時，所述分析單元則對不對所述氧化時間進行校正，并根據所述電壓調正系數對所述催化模塊的電壓進行調正。
進一步的，當所述實時電壓與所述催化參數的電壓之間不一致時，所述分析單元則根據所述實時電壓與所述催化參數的電壓之間的關系，確定所述催化模塊的電壓調正系數時，包括：
所述分析單元還用于獲取所述實時電壓與所述催化參數的電壓之間的電壓差值J，J＝j-j0，j為所述實時電壓，j0為所述催化參數的電壓；
所述分析單元還用于根據所述電壓差值J與預設的電壓差值之間的關系，確定所述催化模塊的電壓調正系數：
其中，所述分析單元還配置有第一預設電壓差值J1和第二預設電壓差值J2，且J1＜J2；
當J≤J1時，所述分析單元則確定所述催化模塊的電壓調正系數為B3；
當J1＜J≤J2時，所述分析單元則確定所述催化模塊的電壓調正系數為B2；
當J＞J2時，所述分析單元則確定所述催化模塊的電壓調正系數為B1；
且，B1＜0＜B2＜B3。
與現有技術相比，本發明的有益效果在于：通過圖像檢測模塊和聲波探測模塊，能夠準確獲取待催化物的圖像信息和結構特征，從而實現對待處理物質的精準識別和分析，有效提高了處理的準確性和效率。其次，分析模塊能夠根據獲取的圖像信息和結構特征建立三維模型，并與預設樣本結構進行匹配，進而獲取相應的催化參數。這一過程不僅可以幫助優化催化反應的條件，提高催化效率，還能夠實現針對不同待處理物質的個性化調控，從而最大限度地提高了處理效果和資源利用率。此外，催化模塊的設置使得裝置能夠向氧化池內釋放電流，實現催化反應。通過中控模塊根據分析模塊獲取的催化參數來控制釋放的電流，可以實現對催化反應的精確調控和優化，確保催化過程的穩定性和高效性。
進一步的，在本發明的實施例中，鈦基納米導電陶瓷材質被用作催化模塊的電極。這種材質因其卓越的導電性能和化學穩定性，能夠有效地催化電化學反應，從而提高催化效率和反應速率。此外，鈦基納米導電陶瓷擁有較大的比表面積和豐富的活性位點，這對于增強催化作用的活性和選擇性至關重要，進而提升了廢水處理的效果和質量。值得注意的是，鈦基納米導電陶瓷的制備工藝相對簡單，成本較低，同時具備良好的耐腐蝕性和長期穩定性，這都有助于延長催化模塊的使用壽命，降低維護成本。
（發明人：朱勤勇;朱永翔）
