長春光催化裝置JT-GHX-BC* 氣固相光催化反應器的研究現(xiàn)狀

　　半導體多相光催化反應的研究可追溯到1972年日本科學家Fujihims和Honda*發(fā)現(xiàn)在近紫外光（380nm波長的光）的作用下，金紅石型TiO₂單晶電極能使水在常溫常壓下連續(xù)分解為氫氣和氧氣。其在環(huán)保中的應用則始于1976年加拿大科學家John H. Catey等*將TiO₂光催化應用于劇毒多氯聯(lián)苯降解的研究。氣固相光催化氧化技術至今未能工業(yè)化的一個主要原因是高效光反應器的缺乏。目前，開發(fā)結構簡單、反應效率高的新型光反應器已成為氣固相光催化技術的一個重要研究方向。

　　氣固相光催化反應器根據(jù)結構可分為固定床和流化床兩種類型。固定床結構簡單，易于操作，隨處理程度不同可一次性或回流循環(huán)處理。有關固定床光催化反應器的研究較多，出現(xiàn)了多種反應器類型，如間歇式反應器^[3,4]、光導纖維反應器（OFR）^[5,6]、環(huán)形反應器^[7-9]、管狀反應器^[10-13]和整體構造反應器（即蜂窩狀反應器）^[14]等。

流化床的結構相對復雜，操作中需要滿足壓降小、高氣速的要求，過程不易控制，因此研究難度較大，報道得較少。然而，流化床可改善傳質條件，提供光對顆粒的連續(xù)照射，提高催化劑表面積與反應器容積之比，可通過調節(jié)載體膨脹率提高光的透射率。與固定床的比較研究表明^[15,16]，流化床比固定床能更好地實現(xiàn)反應物、催化劑與入射光的充分接觸，提高光催化效率。并且，由于流化床改善了污染物與催化劑的傳質條件，比固定床更適合于處理較高濃度的有機廢氣。流化床的這些優(yōu)點已逐漸引起了人們的注意，為使氣固相光催化反應實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化應用，流化床光反應器的研制和開發(fā)勢在必行，國內外已有不少研究人員投入了該項工作，并取得了不菲的成績。

長春光催化裝置JT-GHX-BC*技術參數(shù):

（一）主體部分：1.光源功率可連續(xù)調節(jié)大小。 2.集成式光源控制器，可供汞燈、氙燈、金鹵燈等多種光源使用。
3.汞燈功率調節(jié)范圍：0~1000W可連續(xù)調節(jié)。   4.氙燈功率調節(jié)范圍：0~1000W可連續(xù)調節(jié)。
5.金鹵燈功率調節(jié)范圍：0~500W可連續(xù)調節(jié)。
（二）d容量反應部分：1.玻璃反應器皿可以分別選用250ml、500ml、1000ml等（或定做）。
2.大功率強力磁力攪拌器使樣品充分混勻受光。
（三）控溫裝置：1.冷卻水循環(huán)裝置制冷量：＞1000W
2.控溫范圍：-5°C到100°C   3.冷卻水循環(huán)裝置設有腳輪和底部排液閥。

Satoru Matsuda等^[19]采用超細TiO₂顆粒二維流化床光催化處理NO_X。反應器器壁為2mm的耐熱玻璃，反應區(qū)截面為2mm×70mm。擴大段高230mm，頂端截面為50mm×70mm，以防止顆粒被氣流攜帶出去。采用1mm的玻璃珠作氣體分布器，UV燈外部照射，為防止紫外光散失，整個裝置置于一黑箱中。研究所用TiO₂顆粒粒徑分別為7,20和200nm，實驗結果表明，催化劑粒徑越小，比表面積越大，粘著力也越大，因此聚團流化時不易破碎。用其處理NO_X的研究發(fā)現(xiàn)，NO_X的去除與催化劑比表面積成比例，即催化劑粒徑越小，NO_X的去除率越高，說明了該過程受反應的限制。

3.2　振動流化床光反應器

　　振動流化床光反應器將振動裝置與流化床相結合，通過外部振動能量使顆粒催化劑流態(tài)化，因此與其它流化床相比，具有在低氣速下操作和防止催化劑顆粒聚結的優(yōu)點，且更適于處理較高濃度的有機廢氣。