研究目的
研究半透明填充床结构作为光催化应用中微反应器放大化的替代方案，重点提升生产率和能效。
研究成果
设计的半透明填充床反应器展现出高性能，具有类似微反应器的动力学特性和更高的能效。其表观速率常数达到0.82分钟?1，光催化时空产率为0.657立方米·天?1·立方米反应器·千瓦?1，与现有反应器相比具有竞争力。光源设计中采用的射线追踪技术和高比表面积促成了这一成功。未来工作应聚焦于将该方法拓展至其他应用领域并实现放大生产。
研究不足
该研究仅限于特定的反应器设计和材料（如硼硅酸盐球体、二氧化钛催化剂）。其可扩展性及对其他光催化反应或工业规模的适用性尚未充分探索。潜在的优化方向包括提高LED效率以及减少大规模装置中的能量损失。
1：实验设计与方法选择：
研究设计了一个具有半透明填充床结构和定制LED光源的光催化反应器。采用光线追踪算法对光场进行建模和均匀性优化。通过动力学常数及时空产率、光催化时空产率等性能参数评估反应器效能。
2：样品选择与数据来源：
反应器使用涂覆TiO2 P25催化剂的硼硅酸盐球体。以三水亚甲基蓝和H2O2作为降解测试的反应溶液。辐照度及反应器性能数据通过实验采集获得。
3：实验设备与材料清单：
设备包括蠕动泵（Ismatec VC MS/CA8）、紫外-可见分光光度计（Avantes Avaspec 2048L）、LED阵列、用于辐照度测量的Ocean Optics QE65-pro光谱仪、超声波清洗机（VWR）、微波消解仪（Berghoff）及ICP-OES（Perkin-Elmer）。材料包含硼硅酸盐珠粒（Sigma Aldrich）、TiO2 P25（Evonik）、乙醇、亚甲基蓝、H2O2及反应器构建用玻璃。
4：8）、紫外-可见分光光度计（Avantes Avaspec 2048L）、LED阵列、用于辐照度测量的Ocean Optics QE65-pro光谱仪、超声波清洗机（VWR）、微波消解仪（Berghoff）及ICP-OES（Perkin-Elmer）。材料包含硼硅酸盐珠粒（Sigma Aldrich）、TiO2 P25（Evonik）、乙醇、亚甲基蓝、H2O2及反应器构建用玻璃。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：涂层制备包括TiO2悬浮液配制、珠体涂覆、干燥、煅烧及洗涤工序。光催化实验通过蠕动泵输送反应溶液流经反应器，启动光源并测定降解速率。辐照特性通过光线追踪与实验测量共同表征。
5：数据分析方法：
采用Langmuir-Hinshelwood动力学模型分析表观速率常数。基于反应器体积、流速及灯功率计算时空产率与光催化时空产率。统计分析包含重复性标准偏差计算。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
Spectrophotometer
Avaspec 2048L
Avantes
To perform online absorbance measurements at 666 nm
-
Spectrophotometer
QE65-pro
Ocean Optics
For irradiance measurements to validate the ray tracing model
-
Peristaltic Pump
VC MS/CA8
Ismatec
To supply the reactor with reaction solution
-
Ultrasonic Cleaner
VWR
To place the TiO2 suspension in an ultrasonic bath for homogenization
-
Microwave Digester
Berghoff
To digest TiO2 samples for catalyst loading quantification
-
ICP-OES
Perkin-Elmer
To measure digested solutions for catalyst loading analysis
-
LED
Roithner Lasertechnik
Used in the LED array light source with emission wavelength of 375 nm
-
Borosilicate Beads
Sigma Aldrich
Used as the base structure for the reactor, coated with TiO2 catalyst
-
TiO2 P25
P25
Evonik
Photocatalyst material coated on the borosilicate beads
-
登录查看剩余7件设备及参数对照表
查看全部
