光催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究進(jìn)展

徐春華，鄒曉娜，張夢薇，吳文榮，唐慶杰

（河南理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，河南 焦作 450000）

光催化技術(shù)在有毒、有害的污染物質(zhì)降解方面具有巨大的應(yīng)用前景，但在實(shí)際工業(yè)和生活污水處理等方面的應(yīng)用仍存在很大的局限性。催化效率低、回收利用過程難、催化反應(yīng)器造價(jià)高、光源利用成本高等問題，是造成其局限性的根本原因，事實(shí)上這些問題均與其相對(duì)應(yīng)的催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)有所關(guān)聯(lián)。本文介紹了光催化反應(yīng)器的發(fā)展史，對(duì)其已有類型展開詳細(xì)綜述，并對(duì)目前常用的高效催化反應(yīng)器進(jìn)行了歸納整理和討論。

1 光催化反應(yīng)器的發(fā)展史

1.1 光催化反應(yīng)器

1972 年，日本光化學(xué)家Fujishima 和Honda[1]通過實(shí)驗(yàn)，得出“利用TiO2單晶可將水光催化分解”的結(jié)論，這是世界性范圍內(nèi)的光催化氧化技術(shù)應(yīng)用研究的開端，此后該技術(shù)在污染物降解、氣體凈化、殺菌消毒等方面的研究成果顯著[2-3]。光催化技術(shù)應(yīng)用于空氣和水處理等領(lǐng)域時(shí)，需要與一定的承載系統(tǒng)相結(jié)合，這種承載系統(tǒng)被稱為光催化反應(yīng)器。

光催化反應(yīng)器是指用來負(fù)載、分離催化物質(zhì)，決定光源吸收率的一類承載設(shè)備的統(tǒng)稱，目的是給光催化氧化反應(yīng)提供不易波動(dòng)的反應(yīng)場所，從而促成整個(gè)化學(xué)作用歷程對(duì)光源的高效能吸收，以及對(duì)污染物的高效能降解。研制高性能的反應(yīng)器，與制備高性能的催化劑具有同等重要的地位。一個(gè)設(shè)計(jì)較好的反應(yīng)器,不僅能夠提高光催化反應(yīng)的效率，還可以擴(kuò)展其作用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化應(yīng)用。……