长春光催化装置JT-GHX-BC* 气固相光催化反应器的研究现状

　　半导体多相光催化反应的研究可追溯到1972年日本科学家Fujihims和Honda*发现在近紫外光（380nm波长的光）的作用下，金红石型TiO₂单晶电极能使水在常温常压下连续分解为氢气和氧气。其在环保中的应用则始于1976年加拿大科学家John H. Catey等*将TiO₂光催化应用于剧毒多氯联苯降解的研究。气固相光催化氧化技术至今未能工业化的一个主要原因是高效光反应器的缺乏。目前，开发结构简单、反应效率高的新型光反应器已成为气固相光催化技术的一个重要研究方向。

　　气固相光催化反应器根据结构可分为固定床和流化床两种类型。固定床结构简单，易于操作，随处理程度不同可一次性或回流循环处理。有关固定床光催化反应器的研究较多，出现了多种反应器类型，如间歇式反应器^[3,4]、光导纤维反应器（OFR）^[5,6]、环形反应器^[7-9]、管状反应器^[10-13]和整体构造反应器（即蜂窝状反应器）^[14]等。

流化床的结构相对复杂，操作中需要满足压降小、高气速的要求，过程不易控制，因此研究难度较大，报道得较少。然而，流化床可改善传质条件，提供光对颗粒的连续照射，提高催化剂表面积与反应器容积之比，可通过调节载体膨胀率提高光的透射率。与固定床的比较研究表明^[15,16]，流化床比固定床能更好地实现反应物、催化剂与入射光的充分接触，提高光催化效率。并且，由于流化床改善了污染物与催化剂的传质条件，比固定床更适合于处理较高浓度的有机废气。流化床的这些优点已逐渐引起了人们的注意，为使气固相光催化反应实现大规模的工业化应用，流化床光反应器的研制和开发势在必行，国内外已有不少研究人员投入了该项工作，并取得了不菲的成绩。

长春光催化装置JT-GHX-BC*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。

Satoru Matsuda等^[19]采用超细TiO₂颗粒二维流化床光催化处理NO_X。反应器器壁为2mm的耐热玻璃，反应区截面为2mm×70mm。扩大段高230mm，顶端截面为50mm×70mm，以防止颗粒被气流携带出去。采用1mm的玻璃珠作气体分布器，UV灯外部照射，为防止紫外光散失，整个装置置于一黑箱中。研究所用TiO₂颗粒粒径分别为7,20和200nm，实验结果表明，催化剂粒径越小，比表面积越大，粘着力也越大，因此聚团流化时不易破碎。用其处理NO_X的研究发现，NO_X的去除与催化剂比表面积成比例，即催化剂粒径越小，NO_X的去除率越高，说明了该过程受反应的限制。

3.2　振动流化床光反应器

　　振动流化床光反应器将振动装置与流化床相结合，通过外部振动能量使颗粒催化剂流态化，因此与其它流化床相比，具有在低气速下操作和防止催化剂颗粒聚结的优点，且更适于处理较高浓度的有机废气。