光催化反应装置结构简单

随着现代工农业的发展,产生了大量污染物并随之释放到环境中去,其中存在大量有毒有害物质,严重影响了人类的正常生活与生产。多年来,研究人员采用了包括生物处理,化学处理,热处理,催化氧化,相转移和光解等方法应用于废水处理中。但目前这些方法,都存在着局限,而且处理费用太高。而光催化作为一种新型的污染处理技术自上个世纪70 年代出现以来,以其能完全降解环境中的污染物,加上费用相对较少,日益受到研究人员的重视。 

在光化学处理有机废水的催化剂中,二氧化钛由于其化学性质稳定、难溶、无毒、成本低、催化效率高等优点被广泛运用。同时,光催化反应器作为反应的主体设备,其决定了催化剂活性的发挥和对光的利用等问题,而这两个因素直接决定了光催化反应的效率。一个成功的反应器必然体现了催化剂活性和光源利用的最优化组合。所以,光化学反应器的研制和开发作为光催化处理废水工艺中的重中之重,已成为研究的热点之一,本文对该方面研究给予了举例简介。一,光催化反应机理 

光催化反应装置当能量大于催化剂(TiO2等金属氧化物)禁带宽度的光照射半导体时,光激发电子跃迁到导带,形成导带电子(矿),同时在价带留下空穴(矿)。由于半导体能带的不连续性,电子和空穴的寿命较长,它们能够在电场作用下或通过扩散的方式运动,与吸附在半导体催化剂粒子表面上的物质发生氧化还原反应,或者被表面晶格缺陷俘获。空穴和电子在催化剂粒子内部或表面也可能直接复合。空穴能够同吸附在催化剂粒子表面的OH或H2O发生作用生成HO·。HO·是一种活性很高的粒子,能够无选择地氧化多种有机物并使之矿化,通常认为是光催化反应体系中主要的氧化剂。光生电子也能够与O2发生作用生成HO2·和O2-·等活性氧类,这些活性氧自由基也能参与氧化还原反应。二,光催化反应器的类型 

利用TiO2 作为光催化剂降解有机污染物已逐渐由实验研究转向实际应用的研究,光催化氧化法的大规模应用需要解决的主要技术问题是TiO2 催化剂的固定化以及与之相应的结构简单、效率高、可长期稳定运行的反应器的设计。光催化反应器设计的问题远比传统的化学反应器的复杂。除了涉及质量传递与混合、反应物与催化剂的接触、流动方式、反应动力学、催化剂的安装、温度控制等问题外,还必须考虑光辐射这一重要因素。 催化剂只有吸收适当的光子才能被激活而具有催化活性,为了提供尽可能多的激活光催化剂,光反应器必须能提供可能大的催化剂表面积。 为了减少反应器的体积,还要求单位体积的反应器提供尽可能大的安装催化剂的空间。 

最早出现的光催化反应器是为在实验室中进行研究而设计的,其结构简单.


除非注明,发表在“光催化反应器”的仪器信息『光催化反应器操作方便』版权归光催化反应器_admin所有。 转载请注明出处为“本文转载于『光催化反应器』原地址http://zzqiyang.com/post/65.html