光化学反应仪主要用于研究气相或液相介质、固定或流动体系、紫外光或模拟可见光照、以及反应容器是否负载TiO2光催化剂等条件下的光化学反应。具有提供分析反应产物和自由基的样品,测定反应动力学常数,测定量子产率等功能,广泛应用化学合成、环境保护以及生命科学等研究领域。
光催化氧化反应器的结构形式 催化剂以两种形式存在于反应器中:一是光催化剂颗粒分散于整个反应器系统中,二是光催化剂颗粒固定在载体上(如反应器壁或尼龙丝网等) ,据此可将相应的反应器形式称为悬浮式和固定式。
悬浮式是TiO2粉末直接与废水混合组成悬浮体系。优点是结构简单,能充分利用催化剂活性[3]。缺点是存在固液分离问题,无法连续使用;易流失;悬浮粒子阻挡光辐射深度, TiO2 =0.5mg/m3左右,反应速度达到极限[4]。 固定式是TiO2粉末喷涂在多孔玻璃、玻璃纤维或玻璃板上。优点是TiO2不易流失,可连续使用;缺点是催化剂固定后降低了活性[5]。固定式又分非填充式和填充式两种。非填充式固定床型:以烧结或沉积法直接将光催化剂沉积在反应器内壁,部分光催化表面积与液相接触。填充式固定床型:烧结在载体上,然后填充到反应器里,与非填充式固定床型相比,增大了光催化剂与液相接触面积,克服了悬浮型固液分离问题。
Geisen 等[6 ]针对典型化合物二氯yi酸(DCA) 的降解分别进行了悬浮式TiO2和固定式TiO2 液膜反应器( Flow-Film Reactor ,FFR) 研究,结果表明:与固定式催化剂反应系统相比,悬浮式系统能够获得更高的DCA降解率,达到了固定式系统的3倍,这是因为催化剂的固定限制了传质和降低了光催化活性。因此,如果能够通过固/ 液分离技术实现TiO2颗粒与处理水的分离及回收利用,那么悬浮式反应器将比固定式反应器有着明显的优势。为此,Xi等[7 ]采用带有斜板和不带有斜板的沉淀池及微滤膜继续进行了悬浮催化剂的分离研究:当进水的催化剂浓度> 5 g/ L、pH 在零电荷点附近时,通过沉淀作用可以对Degussa P 25 TiO2 实现高效分离;在沉淀池内添加斜板可以减少沉淀面积,确保出水浓度< 5 mg TiO2/ L :为进一步降低出水TiO2 浓度,可采用微波技术同时实现TiO2 和病菌的完全截留。此外,膜对高分子物质的截留将增加其在光反应器内的浓度,从而获得较高的反应速率。
目前,常用的是流化床式。所谓流化床式即负载了TiO2颗粒的载体,在反应器中以悬浮状态存在。优点为一方面可使催化剂颗粒多方位受到光照,并且在悬浮扰动下可防止催化剂钝化,提高催化剂利用效率;另一方面也解决了悬浆体系固液分离难的问题。Wooseok等[8 ]采用流化床反应器(FBR) 对甲基橙在弱照射条件下(15 W 低压水银灯) 的光催化氧化进行了研究。试验过程中采用了两种不同类型的流化床,一种是FBR 的典型类型,另一种是内部带有导流管的FBR (DTFBR)。试验结果表明:FRSs 的几何结构对光催化氧化反应的影响是可以忽略的;反应器内气体的供给,不但可以用于催化剂颗粒的流化,而且还可以消除光生电子,提高反应效率;pH 值是确定反应速率的一个重要参数,在酸性条件下更有利于甲基橙的降解,反应物的初始浓度越高将会减少光的穿透,从而降低光催化氧化的反应速率;催化剂的负荷存在着一个最佳量,从而使催化剂的存在不对光的照射产生屏蔽效应。
主要特征:
1光化学反应仪具有智能微电脑控制,可观察电流和电压实时变化
2.进口光源控制器,内置光源转换器,功率连续可调,稳定性高
3.光化学反应仪具有分步定时功能,操作简便
4.反应暗箱内壁使用防辐射材料,且带有观察窗
5.采用内照式光源,受光充分,灯源采用耐高压防震材质,经久耐用
6.配有8(6/12可选)位磁力搅拌装置,使样品充分混匀受光
7.双层耐高低温石英冷阱,可通入冷却水循环维持反应温度
8. 光化学反应仪高温度保护系统,自动断电功能
9.机箱外部结构设有循环水进出口,内部设有2个专用插座,供灯源和搅拌反应器用
技术参数:
(一)主体部分:1.光源功率可连续调节大小。 2.集成式光源控制器,可供汞灯、氙灯、金卤灯等多种光源使用。
3.汞灯功率调节范围:0~1000W可连续调节。 4.氙灯功率调节范围:0~1000W可连续调节。
5.金卤灯功率调节范围:0~500W可连续调节。
(二)d容量反应部分:1.玻璃反应器皿可以分别选用250ml、500ml、1000ml等(或定做)。
2.大功率强力磁力搅拌器使样品充分混匀受光。
(三)控温装置:1.冷却水循环装置制冷量:>1000W
2.控温范围:-5°C到100°C 3.冷却水循环装置设有脚轮和底部排液阀。