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光化学反应器对活性炭的研究

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  光化学反应器是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,光化学反应器如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。
 
  光化学反应器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。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光化学反应器内壁,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光化学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。

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