江西 大容量光化学反应器 CY-GHX-B 多功能催化降解装置 汞灯反应器 川一仪器

产品说明：

川一仪器系列光化学反应仪, 又称为光化学反应釜，多功能光化学反应器.主要用于研究气相或液相介质、固定或流动体系、紫外光或模拟可见光照、以及反应容器是否负载TiO2光催化剂等条件下的光化学反应。具有提供分析反应产物和自由基的样品，测定反应动力学常数，测定量子产率等功能，广泛应用化学合成、环境保护以及生命科学等研究领域。

技术参数：

型号：CY-GHX-B大容量光化学反应仪

（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）大容量反应部分

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。

光化学反应仪的工作原理以及实验方案

光化学过程是地球上普遍、量重要的过程之一，绿色植物的光合作用，动物的视觉。涂料与高分子材料的光致变性，以及照相、光刻、有机化学反应的光催化等，无不与光化学过程有关。近年来得到广泛重视的同位素与相似元素的光致分离、光控功能体系的合成与应用等，更体现了光化学是一个活跃的领域。光化学反应与一般热化学反应相比有许多不同之处，主要表现在：加热使分子活化时，体系中分子能量的分布服从玻耳兹曼分布；而分子受到光激活时，原则上可以做到选择性激发。体系中分子能量的分布属于非平衡分布。所以光化学反应仪的途径与产物往往和基态热化学反应不同。光化学研究反应机理的常用实验方法，除示踪原子标记法外，在光化学中早采用的猝灭法仍是有效的一种方法。这种方法是通过被激发分子所发荧光，被其他分子猝灭的动力学测定来研究光化学反应机理的。它可以用来测定分子处于电子激发态时的酸性、分子双聚化的反应速率和能量的长程传递速率。由于吸收给定波长的光子往往是分子中某个基团的性质，所以光化学提供了使分子中某特定位置发生反应的手段，对于那些热化学反应缺乏选择性或反应物可能被破坏的体系更为可贵。光化学反应的另一特点是用光子为试剂。光化学的初级过程是分子吸收光子使电子激发，分子由基态提升到激发态。分子中的电子状态、振动与转动状态都是量子化的，即相邻状态间的能量变化是不连续的。因此分子激发时的初始状态与终止状态不同时，所要求的光子能量也是不同的，而且要求二者的能量值尽可能匹配。光物理过程可分为辐射弛豫过程和非辐射弛豫过程。辐射弛豫过程是指将整体或部分多余的能量以辐射能的形式耗散掉，分子回到基态的过程，如发射荧光或磷光；非辐射弛豫过程是指多余的能量整体以热的形式耗散掉，分子回到基态的过程。

大容量光化学反应仪产品配置：

配置单	数  量
控制主机	1台
反应暗箱	1台
光源控制器	1台
双层石英冷阱	1个
汞灯（1000W）	1支
氙灯（1000W）	1支
金卤灯（500W）	1支
搅拌装置	1套
样品反应瓶	1只（250ml,500ml,1000ml可选）

二、光化学反应仪固定化技术研究1、机理探讨有研究表明，光化学反应仪一种类似于非填充式固定床型的催化剂固定技术，即布置于反应器底部、载有TiO2膜的玻璃纤维经过表面修饰(在TiO2表面担载某些重金属或金属氧化物 ，光化学反应仪如Ag、Au、Pt、Pd、Nb、RuO2和Pt-RuO2等)能提高TiO2光催化活性。考虑到采取 此项技术进行饮用水深度净化时，金属含量低则不起作用，光化学反应器含量高则使水中重金属含量超过饮用水标准，故笔者试图从另一角度，即提高TiO2吸附能力方面来研究催化剂的固定化问题。光化学反应仪活性炭因其比表面积大、吸附能力强及疏水性能好等优点，一直被广泛应用在水处理方面。笔者借助于活性炭这一优点来提高固定催化剂的光催化降解性能，光化学反应器即将TiO2粉末连同粉末 活性炭一起被固定在反应容器内壁，然后对自来水进行深度处理试验。作为对比，同时对纯TiO2进行了试验。为便于比较，光化学反应器进行了不同工艺条件下的试验。一种是以牛皮纸代替反应器内壁，将催化剂固定在牛皮纸一侧，按所需催化剂用量将相应大小的牛皮纸衬在反应器内壁进行试验。光化学反应器另一种直接以TiO2粉末为催化剂进行试验，处理后的水用0.45μm滤膜进行抽滤。试验装置如图1所示，光化学反应器由玻璃制做，尺寸为6×56cm，容积为1582cm3，实际容积( 除去紫外灯)为1287cm3;石英紫外线杀菌灯的功率为20W，光化学反应器主波长为253.7nm，在本试 验条件下光强E为3.90×103μW/cm2;气泵的作用除进行曝气以促使TiO2在溶 液中呈悬浮态以外，还提供空气，实际光化学反应器是利用空气中的O2为氧化剂作为电子接受体，防止电子和空穴的复合。2、催化剂膜的制备光化学反应仪试验所需物品如下：TiO2(分析纯);粉末活性炭(用140目细筛进行分选，使其与TiO2粉末粒度基本一致);市售牛皮纸;玻璃胶;胶枪;刮胶板。先在牛皮纸的一侧均匀涂上一薄层玻璃胶(目的是防水)，室温下放置一夜，光化学反应器待其干燥后在 另一侧亦涂一薄层玻璃胶，同时在其未干之前将yi定量TiO2粉末或掺有粉末活性炭的复光化学反应器合催化剂尽可能多地均匀洒在其上，按压使其粘牢，在室温下放置一昼夜，待其干燥后称量剩余的粉末，从而计算出1cm2牛皮纸所具有的催化剂用量。

光化学反应仪TiO2浓度仅为0.6g/L的复合催化剂膜的去除效果相当于TiO2浓度为1.2g/L悬浮液的去除效果。由此可见，复合催化剂膜中的粉末活性炭具有良好的吸附能力，光化学反应器TiO2与其结合后光催化剂的催化性能有所提高。在试验中还发现，掺有粉末活性炭的TiO2膜其催化剂的附着性很强，在反应中不会进入溶液(其原因与炭粉的吸附性有关)，光化学反应器利用这一特性制备附着性和催化性都很好的复合催化剂膜。然而同图4曲线C相比，复合催化剂 膜的UVA去除率远没有达到TiO2投量时的去除效果(去除率仍相差近20%)。总结可能的原因有三个：①光化学反应器试验时所用的复合催化剂膜的TiO2浓度为0.6g/L，远远小于二氧化钛投量(2g/L);②光化学反应器在复合催化剂膜中TiO2与炭粉之间yi定存在一个比例，使二者吸附与催化性能都能发挥至，而此次只对TiO2∶C为3∶7的复合催化剂膜进行了试验，因此不能肯定这一比例即为比例;③光化学反应器在催化剂膜的制备过程中，为除去膜表面未附着或附 着不牢的粉末，先将其在自来水龙头下冲洗数遍，又将其在自来水中浸泡guo夜，光化学反应器上述操作过程无疑使掺有粉末活性炭的催化剂膜吸附了一些自来水中的有机物，在反应过程中除了去 除水中有机物外还要降解这部分吸附的物质，光化学反应器而这部分物质并未计算在内。由于上述原因复合催化剂膜并没有达到TiO2投量时的去除效果，光化学反应器但同纯催化剂膜相比，复合催化剂膜 仍具有明显的优势，若解决上述问题(如增加复合催化剂膜中催化剂的附着量，光化学反应器选择一个TiO2与炭粉的比例)，则复合催化剂膜的去除效果是能够达到TiO2投量下的去 除效果的。为证实光化学反应仪掺有粉末活性炭的TiO2膜的降解速率有所提高是否是单纯活性炭所为，作了对比试验;光化学反应器在紫外线照射下单纯活性炭膜的UVA去除率与单纯紫外线照射并无多大区别，可见活性炭只有与TiO2联合才能发挥二者的吸附与催化性能。光化学反应器与粉末活性炭联合固定的TiO2膜其催化剂的附着性和去除效果均优于纯TiO2膜，光化学反应器技术找到了更加理想的复合催化剂及其工程应用的方法。

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