大容量控溫光化學(xué)反應(yīng)儀器，光催化解水反應(yīng)釜裝置

產(chǎn)品說(shuō)明:

JTONE系列光化學(xué)反應(yīng)儀, 又稱為光化學(xué)反應(yīng)釜，多功能光化學(xué)反應(yīng)器.主要用于研究氣相或液相介質(zhì)、固定或流動(dòng)體系、紫外光或模擬可見(jiàn)光照、以及反應(yīng)容器是否負(fù)載TiO2光催化劑等條件下的光化學(xué)反應(yīng)。具有提供分析反應(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。

大容量控溫光化學(xué)反應(yīng)儀器，光催化解水反應(yīng)釜裝置主要特征:

1光化學(xué)反應(yīng)儀具有智能微電腦控制，可觀察電流和電壓實(shí)時(shí)變化
2.進(jìn)口光源控制器，內(nèi)置光源轉(zhuǎn)換器，功率連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)定性高
3.光化學(xué)反應(yīng)儀具有分步定時(shí)功能，操作簡(jiǎn)便
4.反應(yīng)暗箱內(nèi)壁使用防輻射材料，且?guī)в杏^察窗
5.采用內(nèi)照式光源，受光充分，燈源采用耐高壓防震材質(zhì)，經(jīng)久耐用
6.配有8（6/12可選）位磁力攪拌裝置，使樣品充分混勻受光
7.雙層耐高低溫石英冷阱，可通入冷卻水循環(huán)維持反應(yīng)溫度
8. 光化學(xué)反應(yīng)儀高溫度保護(hù)系統(tǒng)，自動(dòng)斷電功能
9.機(jī)箱外部結(jié)構(gòu)設(shè)有循環(huán)水進(jìn)出口，內(nèi)部設(shè)有2個(gè)插座，供燈源和攪拌反應(yīng)器用

技術(shù)參數(shù):

型號(hào)：JT-GHX-BC大容量控溫光化學(xué)反應(yīng)儀
（一）主體部分
1.光源功率可連續(xù)調(diào)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(diào)節(jié)范圍：0~1000W可連續(xù)調(diào)節(jié)。
4.氙燈功率調(diào)節(jié)范圍：0~1000W可連續(xù)調(diào)節(jié)。
5.金鹵燈功率調(diào)節(jié)范圍：0~500W可連續(xù)調(diào)節(jié)。
（二）d容量反應(yīng)部分
1.玻璃反應(yīng)器皿可以分別選用250ml、500ml、1000ml等（或定做）。
2.大功率強(qiáng)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(shè)有腳輪和底部排液閥。
多試管光化學(xué)反應(yīng)儀產(chǎn)品配置：

氣固流化床光催化反應(yīng)器

　　氣固流化床光催化反應(yīng)器與其它工業(yè)流化床所不同的是：(1)在反應(yīng)器中安裝有人工紫外光源；(2)流化床中流態(tài)化顆粒表面負(fù)載有二氧化鈦光催化劑（由于粉末二氧化鈦容易粘附聚結(jié)，流態(tài)化性質(zhì)不好，所以常將二氧化鈦負(fù)載在易流態(tài)化的顆粒表面）。根據(jù)流化床的光源內(nèi)置和外置的不同，為使光、氣、固充分接觸，流化床可采用不同的幾何形狀，但目前，氣固流化床光催化反應(yīng)器主要限于實(shí)驗(yàn)室研究，因此多為“二維”流化床的形式。以下是近年來(lái)國(guó)外采用的幾種用于氣固相光催化反應(yīng)研究的流化床類型。

3.1 平板流化床光反應(yīng)器

　　平板流化床光反應(yīng)器采用外置光源，由兩個(gè)透光性能好的平板玻璃或塑料等垂直安裝制成，兩板間有一小間隔（一般為幾個(gè)毫米）。半導(dǎo)體催化劑負(fù)載于顆粒狀載體表面，裝填于床中，由床層底部的多孔布?xì)獍逯?，同時(shí)混合有反應(yīng)物的氣流經(jīng)布?xì)獍暹M(jìn)入反應(yīng)器使催化劑顆粒流態(tài)化，紫外光源垂直照射于反應(yīng)面。這種反應(yīng)器較易觀察催化劑顆粒的運(yùn)動(dòng)、氣流路徑和氣泡性質(zhì)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，在研究中使用較多。

　　D. Iatridis^[17]等在平板流化床中進(jìn)行了光能吸收的研究，分析了透光系數(shù)和反射系數(shù)與反應(yīng)器參數(shù)之間的關(guān)系。該反應(yīng)器用高純度氮?dú)庾鬏d氣，使催化劑顆粒流態(tài)化。采用氙光燈作光源，經(jīng)過(guò)光柵，篩選出波長(zhǎng)為560nm±4nm的光，再通過(guò)透鏡，使光線平行，經(jīng)累計(jì)球，照射于反應(yīng)器，照射面積為3mm×6mm。研究表明，平均透光系數(shù)隨床層膨脹高度和顆粒直徑的平方根的增加而增加，隨床層厚度的增加而減?。幌喾?，平均反射系數(shù)隨床層高度和顆粒直徑的增加而減小。

　　Dibble L.A.等^[18]采用小試平板流化床進(jìn)行了濕氣流中三氯乙烯（TCE）的光催化氧化研究。TCE的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)化率達(dá)到0.8µmol(TCE).g^-1(ca.).min^-1,量子效率高達(dá)13%。研究表明，該流化床提供了紫外光、TiO₂/SiO₂催化劑和氣相反應(yīng)物之間高效、連續(xù)的接觸，并能快速對(duì)進(jìn)氣氣速、反應(yīng)物組分和光子流的改變做出反應(yīng)。

　　Satoru Matsuda等^[19]采用超細(xì)TiO₂顆粒二維流化床光催化處理NO_X。反應(yīng)器器壁為2mm的耐熱玻璃，反應(yīng)區(qū)截面為2mm×70mm。擴(kuò)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(gè)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(tuán)流化時(shí)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(shuō)明了該過(guò)程受反應(yīng)的限制。

3.2　振動(dòng)流化床光反應(yīng)器

　　振動(dòng)流化床光反應(yīng)器將振動(dòng)裝置與流化床相結(jié)合，通過(guò)外部振動(dòng)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(jié)的優(yōu)點(diǎn)，且更適于處理較高濃度的有機(jī)廢氣。

　　Alexander V. Vorontsov等^[16]采用此裝置*進(jìn)行了相同操作條件下流化床與固定床光催化降解丙酮的比較研究。該反應(yīng)器為圓柱形不銹鋼體，長(zhǎng)7.6cm，內(nèi)徑3.8cm，頂端UV燈光透過(guò)耐熱玻璃窗射入反應(yīng)器，用“O”型聚四氟乙烯（Teflon）墊圈密封住光的入口。反應(yīng)器底部四個(gè)入口彼此成90度，出氣口位于反應(yīng)器上部，在出入口處放置玻璃纖維以防止催化劑隨氣流流失。反應(yīng)器底部由聚四氟乙烯膜、間隔段和擴(kuò)音器組成，擴(kuò)音器的正弦振動(dòng)由振蕩器和放大器獲得，以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)流態(tài)化。經(jīng)與固定床粉末、粒狀及薄膜狀二氧化鈦的催化效率比較，結(jié)果表明，催化劑的量子效率的順序?yàn)椋赫駝?dòng)顆粒流化床（8.7%）＞顆粒固定床（6.9%）＞粉末或膜固定床（5.8%）。不考慮外部傳質(zhì)的影響，流化床中顆粒的自由運(yùn)動(dòng)，造成了光的間歇照射，同時(shí)均勻照射量增加，散射光也被大量吸收，從而提高了光的利用率，獲得了很好的處理效果。粒狀催化劑因造粒過(guò)程中提高了TiO₂的機(jī)械活性（產(chǎn)生了更多的有效反應(yīng)表面），增加了吸光量而使其優(yōu)于粉末和膜催化劑。粉末和膜催化劑的處理效果相差不多，說(shuō)明內(nèi)部傳質(zhì)影響可以忽略。

　　此外，與平板流化床的比較發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)流化床在進(jìn)氣量20cm³/min，丙酮濃度500ppm時(shí)，可達(dá)到45%的轉(zhuǎn)化率。而Dibble等^[18]采用平板流化床處理TCE時(shí)，在相似的光強(qiáng)和轉(zhuǎn)化率下，僅可處理TCE的進(jìn)氣濃度為67ppm。氣固流化床光催化反應(yīng)器的研究進(jìn)展

3.3　改進(jìn)的二維流化床光反應(yīng)器

　　Tak Hyoung Lim等^[15]采用改進(jìn)的二維流化床光反應(yīng)器對(duì)NO的光催化降解進(jìn)行了研究。這種反應(yīng)器是環(huán)型的，大的石英外管（徑30mm,高400mm）中心放置小的石英內(nèi)管(徑20mm,高375mm)，環(huán)的厚度為5mm，此即為反應(yīng)區(qū)，內(nèi)裝TiO₂/SiO₂復(fù)合催化劑。布?xì)獍宀捎?00目孔的石英過(guò)濾器，使催化劑能均勻流動(dòng)。整個(gè)反應(yīng)器周圍裝有一個(gè)平面鏡箱，以防止光輻射的損失，提高反射光與折射光的利用率。研究表明，當(dāng)表觀氣體流速達(dá)到其zui小流化速度（u_mf）的1.3倍時(shí)，光透射率隨床空隙度呈指數(shù)增加，在氣速2.5u_mf時(shí)NO降解率達(dá)zui大（＞70%）。而Yue等^[20]使用平板流化床光催化合成氨的zui大值出現(xiàn)在氣速1.8u_mf的時(shí)候。由此可見(jiàn)，二維流化床是一個(gè)高效的NO降解工具。與環(huán)流型光反應(yīng)器的比較表明，改進(jìn)二維流化床光反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了復(fù)合催化劑、反應(yīng)氣與光之間的高效接觸，并具有良好的UV光傳遞，從而優(yōu)于環(huán)流型光反應(yīng)器。