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实验室大试管光化学反应仪 CY-GHX-BC 环境保护光催化降解装置
光化学反应釜,又称为光化学反应仪,多功能光化学反应器,光催化反应装置,多功能光化学反应仪等多系列光催化装置是参考国外进口光化学反应仪的基础上和国内实验室实践合作共同开发的新一代光化学反应装置,主要用于研究气相、液相固相、流动体系在模拟紫外光、模拟可见光、特种模拟光照射下,是否负载TiO2光催化剂等条件下的光学反应。
光化学反应与一般热化学反应的差别
1、加热使分子活化时,体系中分子能量的分布服从玻耳兹曼分布;而分子受到光时,原则上可以做到选择性激发(能跃值的选择、电子激发态模式的选择等),体系中分子能量的分布属于非平衡分布。所以光化学反应的途径与产物往往和基态热化学反应不同。
2、只要光的波长适当,能为物质所吸收,即使在很低的温度下,光化学反应仍然可以进
光化学反应仪分为A型多试管 B型大容量以及D型多功能系列产品
气固相光催化反应器的研究现状
半导体多相光催化反应的Z早研究可追溯到1972年日本科学家Fujihims和Honda次发现在近紫外光(380nm波长的光)的作用下,金红石型TiO2单晶电能使水在常温常压下连续分解为氢气和氧气。其在环保中的应用则始于加拿大科学家John H. Catey等次将TiO2光催化应用于剧毒降解的研究。气固相光催化氧化技术至今未能工业化的一个Z主要原因是光反应器的缺乏。目前,开发结构简单、反应效率高的新型光反应器已成为气固相光催化技术的一个重要研究方向。
气固相光催化反应器根据结构可分为固定床和流化床两种类型。固定床结构简单,易于操作,随处理程度不同可一次性或回流循环处理。有关固定床光催化反应器的研究较多,出现了多种反应器类型,如间歇式反应器[3,4]、光导纤维反应器(OFR)[5,6]、环形反应器[7-9]、管状反应器[10-13]和整体构造反应器(即蜂窝状反应器)[14]等。
流化床的结构相对复杂,操作中需要满足压降小、高气速的要求,过程不易控制,因此研究难度较大,报道得较少。然而,流化床可改善传质条件,提供光对颗粒的连续照射,提高催化剂表面积与反应器容积之比,可通过调节载体膨胀率提高光的透射率。与固定床的比较研究表明[15,16],流化床比固定床能更好地实现反应物、催化剂与入射光的充分接触,提高光催化效率。并且,由于流化床大的改善了污染物与催化剂的传质条件,比固定床更适合于处理较高浓度的**废气。流化床的这些优点已逐渐引起了人们的注意,为使气固相光催化反应实现大规模的工业化应用,流化床光反应器的研制和开发势在必行,国内外已有不少研究人员投入了该项工作,并取得了不菲的成绩。
3 气固流化床光催化反应器
气固流化床光催化反应器与其它工业流化床所不同的是:(1)在反应器中安装有人工紫外光源;(2)流化床中流态化颗粒表面负载有二氧化钛光催化剂(由于粉末二氧化钛*粘附聚结,流态化性质不好,所以常将二氧化钛负载在易流态化的颗粒表面)。根据流化床的光源内置和外置的不同,为使光、气、固充分接触,流化床可采用不同的几何形状,但目前,气固流化床光催化反应器主要限于实验室研究,因此多为“二维”流化床的形式。以下是近年来国外采用的几种用于气固相光催化反应研究的流化床类型。
3.1 平板流化床光反应器
平板流化床光反应器采用外置光源,由两个透光性能好的平板玻璃或塑料等垂直安装制成,两板间有一小间隔(一般为几个毫米)。半导体催化剂负载于颗粒状载体表面,装填于床中,由床层底部的多孔布气板支撑,同时混合有反应物的气流经布气板进入反应器使催化剂颗粒流态化,紫外光源垂直照射于反应面。这种反应器较易观察催化剂颗粒的运动、气流路径和气泡性质,而且结构简单,制作*,在研究中使用较多。
D. Iatridis[17]等在平板流化床中进行了光能吸收的研究,分析了透光系数和反射系数与反应器参数之间的关系。该反应器用高纯度氮气作载气,使催化剂颗粒流态化。采用氙光灯作光源,经过光栅,筛选出波长为560nm±4nm的光,再通过透镜,使光线平行,经累计球,照射于反应器,照射面积为3mm×6mm。研究表明,平均透光系数随床层膨胀高度和颗粒直径的平方根的增加而增加,随床层厚度的增加而减小;相反,平均反射系数随床层高度和颗粒直径的增加而减小。
光化学反应仪按光源的照射方式可分为非聚集式反应仪和聚集式反应仪。非聚集式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。该反应仪的优点是结构简单、操作方便,缺点是用电光源的反应器运行费用过高,而用太阳光的反应器则反应速率较慢。聚集式反应仪以太阳光作为光源,一般采用抛物槽或抛物面收集器来聚集太阳光并辐射在能透过紫外光的中心管上。聚集式反应仪能够利用直射和反射的光线,在yi定程度上克服了非聚集式反应仪的缺点。
光化学反应器按催化剂的存在形式又可分为化床反应器和固定床反应器 ! 在流化床反应器中,催化剂粉末直接或负载在颗粒状载体上后以悬浮态存在于水溶液中,能随待处理液发生翻滚、迁移。在固定床反应器中,催化剂多负载在具有较大连续表面积的载体上,待处理液流过催化剂表面发生反应。流化床反应器结构相对简单,催化剂与污染物接触面积大,但催化剂难以回收,活性成分损失大,而且在水溶液中易于凝聚,因此很难成为一项实用的污水处理技术。固定床反应器操作简单,废水可循环处理, 实现了催化与分离一体化,避免了催化剂的分离和回收过程。但在高温烧结过程中催化剂的多孔结构和暴露在外的面积会发生变化,催化剂与液相的有效接触面积较小,催化效率不高。目前,载体的选择和催化剂固定技术已成为固定床反应器研制过程中关键的环节。