探析负载tio,2石英颗粒填充固定床光催化反应器研究

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1、天津大学硕士学位论文负载TiO<,2>石英颗粒填充固定床光催化反应器研究姓名：赵海峰申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：曾爱武20021201摘要研究表明，半导体光催化氧化水中溶解有机物是一种很有前途的窭水和饮用水高级处理技术。到目前为止，研究者已经作了许多的相关研究工作，工作涉及该技术的许多方面，包括过程机理、反应动力学、催化剂制各、反应器的构型设计和性能模拟等。其中，反应器的构型设计和性能模拟是实现这种技术工业化应用的一个必不可少方面。到目前为止，研究者提出了许多光催化反应器构型。虽然有些设计非常新颖，但是固定床反应器仍然是

2、一种合理的研究较多的反应器构型。研究的固定床床层一般由负载半导体光催化剂的载体颗粒填充而成。常用的半导体光催化剂有二氧化钛，使用的载体有很多种，但目前还没有采用石英颗粒负载二氧化钛催化剂进行光催化氧化研究的报道。考虑到石英的优良透紫外线及其他一些性能，本文作者认为，石英颗粒应该是一种较好的催化剂载体。因为这样的固定床反应器应该能够，l、很好地使光在反应器内均匀分布，充分利用反应器体积；2、有效利用进入反应器内的紫外光，减小反应器体积，降低安装人造光源的设备的操作费用；3、具有较大的催化剂床层比表面积。另外，同常见的热化学反应器相比，光

3、催化反应器设计的特殊之处在于需要考虑光在反应器内的分布问题；所以，除反应器构型设计外，光催化反应器研究的另一个重要方面就是进行反应器内的光分布的数学模拟。这样可以有效地进行新型光催化反应器的结构优化和解决工业光催化反应器的放大和设计问题。本文提出了一种新型的固定床光催化氧化反应器，它的床层为负载有二氧化钛光催化剂的石英颗粒。同时选取甲酸作为模型有机物对该反应器的性能进行了测试，并且应用数学手段对反应器及光分布情溯．进行了模拟。关键词：光催化，反应器，溶解有机物，二氧化钛，石英ABSTRACTPhotocatalysisisapromi

4、singtechnologyforthedegradationoforganicpollutantspresentinwater．Manyresearchaboutthisaspecthasbeenreported，involvedfromthereactionmechanism，kinetics，thepreparationofcatalyst，reactormodeldesignandsimulationofreactor’Scapability．Allofthese，thelasttwoaspectsareveryimporta

5、ntintherealizationofthistechnologyapplyingtoindustry．Bynow,manyreactormodelshavebeenpresented．Thereinto，fixedphotocatalyticreactorisareasonabletype．Thefixedbedcurrentlyfilledbycarrierparticlewhichloadedsemiconductorphotocatalyst．Ti02iscommonlyusedforsemiconductorphotoca

6、talyst,andthecarrierhasmany．kinds，butnOWthereisnoreportaboutusingquartzgraintocarryTi02forphotocatalyticreaction．ConsideredtheexcellentpropertyofTi02，wethinkTi02particlemustbeagoodchoice．Furthermore，comparedwimcommonreactors，lightdistributioninsidethereactormustbeconsid

7、eredinthedesignofphotocatalyticreactor．Therefor,anotherimportantworkinPhotocatalysisresearchisthemathematicalsimulationoflightdistributioninsidethereactor．Inthisarticle，anewtypeofphotocatalyticreactorispresented．ThephotocatalystisTi02，andthecarrierusedbyquartzparticle．U

8、singmethaneasmodelorganiccompounds，wetestedtheperformanceofthisreactor,andappliedmathematicalmethodtosimulatet