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光化學(xué)反應(yīng)儀催化效率 載體選擇和催化技術(shù)決定
發(fā)布日期：2017-08-02 瀏覽次數(shù)：2926
光化學(xué)反應(yīng)儀主要用于研究氣相或液相介質(zhì)、固定或流動(dòng)體系、紫外光或模擬可見(jiàn)光照、以及反應(yīng)容器是否負(fù)載TiO2光催化劑等條件下的光化學(xué)反應(yīng)。具有提供分析反應(yīng)產(chǎn)物和自由基的樣品，測(cè)定反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)，測(cè)定量子產(chǎn)率等功能，廣泛應(yīng)用化學(xué)合成、環(huán)境保護(hù)以及生命科學(xué)等研究領(lǐng)域。
光化學(xué)反應(yīng)儀的形式主要有懸浮性和負(fù)載型兩種。懸浮性催化劑具有分布均勻、比表面積大、催化活性高等優(yōu)點(diǎn)，但與廢水分離困難；光催化反應(yīng)器負(fù)載型催化劑將催化劑負(fù)載在較大的載體上。便于催化劑與廢水的分離，但往往光催化反應(yīng)器存在催化劑分布不均勻、比表面積小、催化活性較低等缺點(diǎn)。
光催化反應(yīng)器為了解決以上問(wèn)題，提供一種升流式懸浮型光催化氧化反應(yīng)器。采用60~100目的銳態(tài)型納米二氧化鈦為催化劑，升流式流化床的形式是光催化反應(yīng)器催化劑與廢水混合成懸浮態(tài)。大大提高的催化劑的催化活性，在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置反光導(dǎo)流筒，可以提高反應(yīng)器內(nèi)懸浮液的上升流速。光催化反應(yīng)器保證催化劑與廢水成穩(wěn)定的懸浮態(tài)，反光面大大增強(qiáng)了紫外光的光強(qiáng)；同時(shí)在反應(yīng)器上部設(shè)置固液兩相分離器，解決了光催化反應(yīng)器催化劑與廢水的分離問(wèn)題。
光化學(xué)反應(yīng)儀按照催化劑的存在形式可以分為化床反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器。流化床的反應(yīng)器里，催化劑粉末是直接或者負(fù)載到顆粒狀載體上以后，以懸浮狀態(tài)在水溶液中，能夠隨著待處理液體發(fā)生翻滾和遷移。固定床的反應(yīng)器里，催化劑多時(shí)負(fù)載在具有較大連續(xù)表面積的載體上面，待處理液流過(guò)催化劑表面而發(fā)生反應(yīng)。流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)水簡(jiǎn)單，催化劑和污染物接觸的面積大，但催化劑很難回收，活性成分損傷要大，而且在水溶液中容易凝聚，所以很難成為一項(xiàng)實(shí)用的污水處理技術(shù)。固定床反應(yīng)器操作要簡(jiǎn)單，廢水可循環(huán)處理，實(shí)現(xiàn)了催化和分離的一體化，防止了催化劑的泛濫和回收的過(guò)程。但是在高溫?zé)Y(jié)的過(guò)程中催化劑的多孔結(jié)構(gòu)和暴漏在外的面積會(huì)發(fā)生變化，催化劑和液相的有效接觸的面積小，催化的效率不高。現(xiàn)在，載體的選擇和催化劑固定技術(shù)已經(jīng)成為固定床反應(yīng)器研制過(guò)程中很關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。
光化學(xué)反應(yīng)器按照反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和形式還可以分為平板型反應(yīng)器、淺池型反應(yīng)器、管式反應(yīng)器和環(huán)型反應(yīng)器（或者是圓管型反應(yīng)器）。還有一些其他類(lèi)型的光催化反應(yīng)器，例如光學(xué)纖維束反應(yīng)器等等的。
光化學(xué)反應(yīng)儀按照光源的照射方式可以分為：非聚焦式反應(yīng)儀和聚焦式的反應(yīng)儀。非聚焦式的反應(yīng)儀可以采用電光源，也可以采用太陽(yáng)光源，光源大多垂直反應(yīng)面進(jìn)行照射的。這款反應(yīng)儀的優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作起來(lái)方便，缺點(diǎn)就是用電光源的反應(yīng)器運(yùn)行費(fèi)用很高，但是用太陽(yáng)光的反應(yīng)器，反應(yīng)速率就很慢。聚焦式反應(yīng)儀是以太陽(yáng)光作為光源，一般采用拋物槽或者拋物面收集器來(lái)聚集太陽(yáng)光并且輻射在能透過(guò)紫外光的中心管上。聚集式反應(yīng)儀可以利用直射和反射的光線，在一定的程度上克服了非聚焦式反應(yīng)儀的缺點(diǎn)。
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嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，光化學(xué)反應(yīng)儀只是一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它主要用于一些光化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的研究，可通過(guò)對(duì)光化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象的觀察和分析，研究光化學(xué)反應(yīng)條件（如光照強(qiáng)度，波長(zhǎng)等等），研究或設(shè)計(jì)光催化劑等等。光化學(xué)反應(yīng)儀也可用于一些參數(shù)的分析，但這時(shí)需要將光化學(xué)反應(yīng)儀反應(yīng)后的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物導(dǎo)入到其他的一些分析儀器中進(jìn)行參數(shù)分析，zui常用的就是氣相色譜儀，這也是光化學(xué)反應(yīng)儀用于光催化制氫研究的zui常用的配套分析儀器。
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