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,待處理液流過催化劑表面發(fā)生反應(yīng)!流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相對簡單,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,因此很難成為一項實用的污水處理技術(shù)!固定床反應(yīng)器操作簡單,廢水可循環(huán)處理,實現(xiàn)了催化與分離一體化,避免了催化劑的分離和回收過程!但在高溫?zé)Y(jié)過程中催化劑的多孔結(jié)構(gòu)和暴露在外的面積會發(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)器研制過程中十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)!
光催化反應(yīng)器的設(shè)計
光催化反應(yīng)器按光源的照射方式可分為非聚集式反應(yīng)器和聚集式反應(yīng)器!非聚集式反應(yīng)器可以采用電光 源,也可以采用太陽光源,光源大多垂直反應(yīng)面進(jìn)行照射!該反應(yīng)器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。影響光催化反應(yīng)器效率的因素很多,光催化反應(yīng)器,如光源、催化劑性質(zhì)(催化劑粒徑、類型與載體)、氧化劑種類待處理廢液性質(zhì)、溫度、廢液的流動力學(xué)特征和停留時間等因素對反應(yīng)器的運行都有影響,反應(yīng)器的整體設(shè)計要綜合考慮這些因素.
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)、固定或流動體系、紫外光或模擬可見光照、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)的初級過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)、振動與轉(zhuǎn)動狀態(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)時的初始狀態(tài)與終止?fàn)顟B(tài)不同時,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。
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