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光化学反应仪催化效率 载体选择和催化技术决定
  • 发布日期:2017-08-02      浏览次数:671
    •   光化学反应仪主要用于研究气相或液相介质、固定或流动体系、紫外光或模拟可见光照、以及反应容器是否负载TiO2光催化剂等条件下的光化学反应。具有提供分析反应产物和自由基的样品,测定反应动力学常数,测定量子产率等功能,广泛应用化学合成、环境保护以及生命科学等研究领域。
        光化学反应仪的形式主要有悬浮性和负载型两种。悬浮性催化剂具有分布均匀、比表面积大、催化活性高等优点,但与废水分离困难;光催化反应器负载型催化剂将催化剂负载在较大的载体上。便于催化剂与废水的分离,但往往光催化反应器存在催化剂分布不均匀、比表面积小、催化活性较低等缺点。
        光催化反应器为了解决以上问题,提供一种升流式悬浮型光催化氧化反应器。采用60~100目的锐态型纳米二氧化钛为催化剂,升流式流化床的形式是光催化反应器催化剂与废水混合成悬浮态。大大提高的催化剂的催化活性,在反应器内设置反光导流筒,可以提高反应器内悬浮液的上升流速。光催化反应器保证催化剂与废水成稳定的悬浮态,反光面大大增强了紫外光的光强;同时在反应器上部设置固液两相分离器,解决了光催化反应器催化剂与废水的分离问题。
        光化学反应仪按照催化剂的存在形式可以分为化床反应器和固定床反应器。流化床的反应器里,催化剂粉末是直接或者负载到颗粒状载体上以后,以悬浮状态在水溶液中,能够随着待处理液体发生翻滚和迁移。固定床的反应器里,催化剂多时负载在具有较大连续表面积的载体上面,待处理液流过催化剂表面而发生反应。流化床反应器结构相对来水简单,催化剂和污染物接触的面积大,但催化剂很难回收,活性成分损伤要大,而且在水溶液中容易凝聚,所以很难成为一项实用的污水处理技术。固定床反应器操作要简单,废水可循环处理,实现了催化和分离的一体化,防止了催化剂的泛滥和回收的过程。但是在高温烧结的过程中催化剂的多孔结构和暴漏在外的面积会发生变化,催化剂和液相的有效接触的面积小,催化的效率不高。现在,载体的选择和催化剂固定技术已经成为固定床反应器研制过程中很关键的一个环节。
        光化学反应器按照反应器的结构和形式还可以分为平板型反应器、浅池型反应器、管式反应器和环型反应器(或者是圆管型反应器)。还有一些其他类型的光催化反应器,例如光学纤维束反应器等等的。
        光化学反应仪按照光源的照射方式可以分为:非聚焦式反应仪和聚焦式的反应仪。非聚焦式的反应仪可以采用电光源,也可以采用太阳光源,光源大多垂直反应面进行照射的。这款反应仪的优点就是结构简单、操作起来方便,缺点就是用电光源的反应器运行费用很高,但是用太阳光的反应器,反应速率就很慢。聚焦式反应仪是以太阳光作为光源,一般采用抛物槽或者抛物面收集器来聚集太阳光并且辐射在能透过紫外光的中心管上。聚集式反应仪可以利用直射和反射的光线,在一定的程度上克服了非聚焦式反应仪的缺点。
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        严格来说,光化学反应仪只是一个实验平台,它主要用于一些光化学反应实验的研究,可通过对光化学反应的现象的观察和分析,研究光化学反应条件(如光照强度,波长等等),研究或设计光催化剂等等。光化学反应仪也可用于一些参数的分析,但这时需要将光化学反应仪反应后的实验产物导入到其他的一些分析仪器中进行参数分析,zui常用的就是气相色谱仪,这也是光化学反应仪用于光催化制氢研究的zui常用的配套分析仪器。
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