研究目的
开发一种基于无量纲达姆科勒数的方法，用于放大太阳能光催化反应器规模，该方法综合考虑光子吸收、质量传递和反应动力学，以实现二氧化钛与过氧化氢在太阳辐射下对有机污染物的降解。
研究成果
所提出的动力学模型和达姆科勒数有效描述了光催化降解过程，其动力学常数与反应器几何结构无关。CPCR反应器的效率高于FFR，每吸收100摩尔光子可矿化高达58.7摩尔的有机碳。该方法可实现太阳能光催化反应器在工业废水处理中的规模化设计。
研究不足
该模型假设无传质限制、恒定pH值及部分反应处于拟稳态。其可能未考虑水质或光照条件的所有实际变化，且动力学表达式的简化会降低不同运行场景下的准确性。
1：实验设计与方法选择：
研究采用六通量辐射模型（SFM）模拟两个太阳能反应器（FFR和CPCR）的光子吸收过程，并基于提出的反应机理推导动力学速率。使用正交配置法和龙格-库塔法求解方程。
2：样本选择与数据来源：
以双氯西林（DCX）和4-氯苯酚（4-CP）作为自来水中的模型污染物。实验在哥伦比亚卡利市进行，太阳辐射通过辐射计测量。
3：实验设备与材料清单：
反应器（FFR和CPCR）、泵（FASCO离心泵）、辐射计（Delta Ohm带UV-A探头）、离心机（Orto Alresa Digtor 20C）、滤膜（0.45 μm）、TOC分析仪（岛津TOC-VCPH）、分光光度计（Spectroquant Pharo 300）、催化剂（赢创Aeroxide TiO2 P25）及化学试剂（双氯西林、4-氯苯酚、过氧化氢）。
4：45 μm）、TOC分析仪（岛津TOC-VCPH）、分光光度计（Spectroquant Pharo 300）、催化剂（赢创Aeroxide TiO2 P25）及化学试剂（双氯西林、4-氯苯酚、过氧化氢）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：系统通过储液罐与反应器间循环流体，定时取样。累积辐射量，并采用Nelder-Mead算法优化动力学参数。
5：数据分析方法：
采用统计方法（标准差最小化）和基于推导方程的动力学建模分析数据。
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TOC Analyzer
TOC-VCPH
Shimadzu
Measures total organic carbon concentration in samples using a non-dispersive infrared detector.
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Centrifuge
Digtor 20C
Orto Alresa
Used for centrifuging samples to separate solids from liquids.
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Spectrophotometer
Pharo 300
Spectroquant
Measures absorbance at specific wavelengths for chemical analysis, such as H2O2 concentration.
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Radiometer
UV-A probe
Delta Ohm
Records accumulated solar radiation in the UV-A range (315-400 nm).
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Pump
Centrifuge
FASCO
Recirculates fluid in the reactor system.
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Catalyst
Aeroxide TiO2 P25
Evonik
Photocatalytic material used for degrading organic contaminants.
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Filter
0.45 μm membrane
Filters supernatants after centrifugation.
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Tubes
SCHOTT Duran
Part of the CPCR reactor, made of borosilicate glass.
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