中國氣固流化床光催化反應器的研究進展

中國氣固流化床光催化反應器的研究進展

隨著能源價(jia) 格的持續上漲和環境汙染的日趨嚴(yan) 重，半導體(ti) 光催化汙染治理技術近年來日益受到人們(men) 的重視 ^[1]。該技術具有工藝簡單、能耗低、無二次汙染和降解*的特點。因為(wei) 半導體(ti) 受一定能量光照射而產(chan) 生的光生空穴和電子具有很強的氧化性和還原性,可以無選擇的將半導體(ti) 顆粒表麵的吸附物氧化還原為(wei) ＣＯ₂和Ｈ₂Ｏ。國內(nei) 外有關(guan) 光催化降解水中有機汙染物的研究已有十餘(yu) 年曆史，近幾年來，隨著對低濃度(μｇ/ｍ³)揮發性有機物（VOCs）所帶來的空氣汙染問題的重視，人們(men) 認識到氣固相光催化處理VOCs的潛在優(you) 勢，開始了這方麵的研究。氣固相光催化反應器是光催化過程的核心設備，它的設計和應用勢必成為(wei) 氣固相光催化研究的主要方向之一。由於(yu) 流化床具有傳(chuan) 質效率高、操作範圍寬、易實現工業(ye) 化等特點，近年來出現了氣固相流化床光催化反應器的研究熱潮。本文總結了國外近年來廢氣治理中氣固流化床光催化反應器的研製及應用情況，並對其發展趨勢進行了展望。

1 氣固相光催化反應器的特點

　　光催化反應器與(yu) 傳(chuan) 統反應器的不同之處在於(yu) 需要有光源的存在，因此它的設計更加複雜，除了考慮傳(chuan) 統的反應器所涉及的如質量傳(chuan) 遞和混合、反應物和催化劑的接觸、流動方式、反應動力學、催化劑的安裝、溫度的控製等問題外，還要考慮光能在反應器內(nei) 的傳(chuan) 播與(yu) 均勻分布，因為(wei) 隻有吸收了適當的光子而被激活的催化劑才具有催化活性。另外，光強的選擇也極為(wei) 重要，它對光催化反應的影響隨反應物的不同而有所不同。但通常在較低光強下反應速率與(yu) 光通量呈一級反應，在較高光強下反應速率為(wei) 半級，即光效率隨光強增加而下降。光催化反應器的反應能力受照射光分布和光強的影響這些特性給光反應器的理論分析、實驗研究和工業(ye) 化應用均帶來了困難，多相體(ti) 係中固體(ti) 催化劑的存在更增加了問題的複雜性。

中國氣固流化床光催化反應器的研究進展

　　根據相態的不同，光催化反應器可分為(wei) 氣固相光催化反應器與(yu) 液固相光催化反應器。與(yu) 液固相相比，氣固相光催化反應器通常需要在高氣體(ti) 體(ti) 積流量下操作^[2]，要求有很好的氣密性，同時要便於(yu) 物料的裝卸；需要固定化的催化劑，若使用粉末催化劑，隻能造成氣阻增大，催化劑流失嚴(yan) 重或分散不均等不利情況而影響。

整個(ge) 光催化效果（但一般認為(wei) 光催化劑固定後比表麵積減小，其催化效率有所降低）。兩(liang) 者的相同點是，都需要實現反應物、催化劑與(yu) 入射光的充分接觸，這可以通過改善反應器中光的分布和提高催化劑的比表麵積的方法來實現。氣固流化床光催化反應器的研究進展

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