光化學反應儀固定化技術研究

1、機理探討
有研究表明，光化學反應儀一種類似于非填充式固定床型的催化劑固定技術，即布置于反應器底部、載有TiO2膜的玻璃纖維經過表面修飾(在TiO2表面擔載某些重金屬或金屬氧化物 ，光化學反應儀如Ag、Au、Pt、Pd、Nb、RuO2和Pt-RuO2等)能提高TiO2光催化活性。考慮到采取 此項技術進行飲用水深度凈化時，金屬含量低則不起作用，光化學反應器含量高則使水中重金屬含量超過飲用水標準，故筆者試圖從另一角度，即提高TiO2吸附能力方面來研究催化劑的固定化問題。
光化學反應儀活性炭因其比表面積大、吸附能力強及疏水性能好等優點，一直被廣泛應用在水處理方面。筆者借助于活性炭這一優點來提高固定催化劑的光催化降解性能，光化學反應器即將TiO2粉末連同粉末 活性炭一起被固定在反應容器內壁，然后對自來水進行深度處理試驗。作為對比，同時對純TiO2進行了試驗。為便于比較，光化學反應器進行了不同工藝條件下的試驗。一種是以牛皮紙代替反應器內壁，將催化劑固定在牛皮紙一側，按所需催化劑用量將相應大小的牛皮紙襯在反應器內壁進行試驗。光化學反應器另一種直接以TiO2粉末為催化劑進行試驗，處理后的水用0.45μm濾膜進行抽濾。試驗裝置如圖1所示，光化學反應器由玻璃制做，尺寸為6×56cm，容積為1582cm3，實際容積( 除去紫外燈)為1287cm3;石英紫外線殺菌燈的功率為20W，光化學反應器主波長為253.7nm，在本試 驗條件下光強E為3.90×103μW/cm2;氣泵的作用除進行曝氣以促使TiO2在溶 液中呈懸浮態以外，還提供空氣，實際光化學反應器是利用空氣中的O2為氧化劑作為電子接受體，防止電子和空穴的復合。
2、催化劑膜的制備
光化學反應儀試驗所需物品如下：TiO2(分析純);粉末活性炭(用140目細篩進行分選，使其與TiO2粉末粒度基本一致);市售牛皮紙;玻璃膠;膠槍;刮膠板。首先在牛皮紙的一側均勻涂上一薄層玻璃膠(目的是防水)，室溫下放置一夜，光化學反應器待其干燥后在 另一側亦涂一薄層玻璃膠，同時在其未干之前將一定量TiO2粉末或摻有粉末活性炭的復光化學反應器合催化劑盡可能多地均勻灑在其上，按壓使其粘牢，在室溫下放置一晝夜，待其干燥后稱量剩余的粉末，從而計算出1cm2牛皮紙所具有的催化劑用量。