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光催化反應(yīng)器按催化劑的存在形式又可分為流化床反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器!在流化床反應(yīng)器中,催化劑粉末直接或負(fù)載在顆粒狀載體上后以懸浮態(tài)存在于水溶液中,能隨待處理液發(fā)生翻滾、遷移!在固定床反應(yīng)器中,催化劑多負(fù)載在具有較大連續(xù)表面積的載體上,待處理液流過(guò)催化劑表面發(fā)生反應(yīng)!流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,催化劑與污染物接觸面積大,但催化劑難以回收,活性成分損失大,而且在水溶液中易于凝聚,因此很難成為一項(xiàng)實(shí)用的污水處理技術(shù)!固定床反應(yīng)器操作簡(jiǎn)單,廢水可循環(huán)處理,實(shí)現(xiàn)了催化與分離一體化,避免了催化劑的分離和回收過(guò)程!但在高溫?zé)Y(jié)過(guò)程中催化劑的多孔結(jié)構(gòu)和暴露在外的面積會(huì)發(fā)生變化,催化劑與液相的有效接觸面積較小,催化效率不高!載體的選擇和催化劑固定技術(shù)已成為固定床反應(yīng)器研制過(guò)程中十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)!
光催化反應(yīng)器按照反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和形狀又可分為平板型反應(yīng)器、淺池型反應(yīng)器、管式反應(yīng)器和環(huán)型反應(yīng)器(或圓筒型反應(yīng)器)!還有一些其他類(lèi)型的光催化反應(yīng)器,如光學(xué)纖維束反應(yīng)器等!
影響光催化反應(yīng)器效率的因素
影響光催化反應(yīng)器效率的因素很多,如光源(光源強(qiáng)度、波段與光照方式)、催化劑性質(zhì)(催化劑粒徑、類(lèi)型與載體)、氧化劑種類(lèi)待處理廢液性質(zhì)(廢液的初始濃度組成、CL值、抑制物含量)、溫度、廢液的流動(dòng)力學(xué)特征和停留時(shí)間等因素對(duì)反應(yīng)器的運(yùn)行都有影響,反應(yīng)器的整體設(shè)計(jì)要綜合考慮這些因素.
光催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì):
●箱體的尺寸為 480mm×420mm × 900mm,重約29kg。
●箱門(mén)有觀察窗,插入有色玻璃能擋住紫外光和大部分可見(jiàn)光。
●箱體內(nèi)部為黑色,以降低光反射。
●箱體內(nèi)后板上端有散熱風(fēng)扇,還有 2個(gè)半圓插槽供插入活動(dòng)掛鉤,以固定水、氣管和燈線。
●后板下部有 8個(gè)孔洞,供冷卻水管、氣管及連接控制器的電纜通過(guò)。
●箱體內(nèi)左側(cè)有 3個(gè)專(zhuān)門(mén)用的插座,供箱內(nèi)的電機(jī)、燈和 “水流開(kāi)關(guān)”的輸出插頭用。
光化學(xué)反應(yīng)器廣泛應(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,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)。
光化學(xué)的初級(jí)過(guò)程是分子吸收光子使電子激發(fā),分子由基態(tài)提升到激發(fā)態(tài)。分子中的電子狀態(tài)、振動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)都是量i子化的,即相鄰狀態(tài)間的能量變化是不連續(xù)的。因此分子激發(fā)時(shí)的初始狀態(tài)與終止?fàn)顟B(tài)不同時(shí),所要求的光子能量也是不同的,而且要求二者的能量值盡可能匹配。