光催化反應(yīng)儀是一種利用光催化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的儀器,其原理是通過紫外光照射到光催化劑上產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。主要應(yīng)用于提供分析反應(yīng)產(chǎn)物和自由基的樣品,測(cè)定反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù),測(cè)定量子產(chǎn)率等功能,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。
光催化反應(yīng)儀儀器優(yōu)點(diǎn):
1. 反應(yīng)器可連續(xù)運(yùn)行,無需添加其他化學(xué)試劑;同時(shí)它具有很高的能量利用率,因此能耗較低;
2. 反應(yīng)器可用于多種不同的環(huán)境條件,如高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等苛刻條件;此外,它也可以在低溫下正常使用。
3. 光催化裝置還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
4. 在一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合中還可以通過改變光的波長(zhǎng)來控制反應(yīng)的速率及溫度范圍等參數(shù)。
5. 由于固體材料制成的光催化裝置體積小、重量輕,便于運(yùn)輸、安裝和使用;同時(shí),固體材料由于其良好的耐腐蝕性和不易損壞,具有使用壽命長(zhǎng)和維護(hù)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
光催化反應(yīng)儀按催化劑的存在形式又可分為流化床反應(yīng)儀和固定床反應(yīng)儀:
在流化床反應(yīng)儀中,催化劑粉末直接或裝載在顆粒載體上,然后以懸浮液的形式存在于水溶液中,懸浮液可隨待處理液體滾動(dòng)和遷移。在固定床反應(yīng)器中,催化劑裝載在具有大連續(xù)表面積的載體上,待處理的液體流過催化劑表面進(jìn)行反應(yīng)。流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,催化劑與污染物之間的接觸面積較大,但催化劑難以回收,活性組分損失較大,且在水溶液中容易團(tuán)聚,因此難以成為實(shí)用的污水處理技術(shù)。
固定床反應(yīng)儀操作簡(jiǎn)單,廢水可循環(huán)利用。反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了催化和分離的一體化,避免了催化劑的分離和回收過程。然而,在高溫?zé)Y(jié)過程中,催化劑的多孔結(jié)構(gòu)和暴露面積將發(fā)生變化。催化劑和液相之間的有效接觸面積小,催化效率不高。