瓷球在催化反应器中的作用
作者: catsina(站内联系TA)发布: 2009-03-06
瓷球是广泛用于石油、化工、化肥、天然气及环保等行业，作为反应器内催化剂的覆盖支撑材料和塔填料。它具有耐高温高压，吸水率低，化学性能稳定的特点。能经受酸、碱及其它有机溶剂的腐蚀，并能经受生产过程中出现的温度变化。其主要作用是增加气体或液体分布点，支撑和保护强度不高的活性催化剂。
微孔瓷球（Micro-CERAMIC BALLS），又名过滤瓷球，是在惰性瓷球的内部上增加了20-30%具有吸附作用的结构微孔。因而除具有和惰性瓷球相同的支撑盖催
化剂和分散汽液的作用外，还同时能吸附过滤油品中的杂质。油品中杂质的形态有颗粒状、胶质状、沥清质及重金属等，这些杂质在经过原料过滤器后虽然可滤掉一部分，但仍有相当部分（如小于25μM的颗粒杂质和铁离子）还是无法滤掉。如在反应器的顶部装填MH多孔瓷球则可将原料中未过滤掉的杂质吸附在其孔内，从而可保护催化剂，并延长装置的运行周期。
根据加氢、制氢和重整装置中处理原料中杂质种类，含量与颗粒大小不同，用户可选用不同孔径和孔数的多孔瓷球，还可根据需要，附载钼、镍、钴等活性组份，以防止催化剂的积碳结焦和中毒。（来源：中国催化网 https://www.doczj.com/doc/d28935412.html,）
编辑本段瓷球
概述：瓷球广泛用于石油、化工、化肥、天然气及环保等行业，作为反应器内催化剂的覆盖支撑材料和塔填料。它具有耐高温高压，吸水率低，化学性能稳定的特点。能经受酸、碱及其它有机溶剂的腐蚀，并能经受生产过程中出现的温度变化。其主要作用是增加气体或液体分布点，支撑和保护强度不高的活性催化剂。瓷球分类：瓷球按用途分类可分为：填料瓷球和研磨瓷球两种：
萍乡百盛化工填料瓷球
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又名惰性氧化铝瓷球，填料类瓷球广泛应用于石油、化工、化肥、天然气及环保等行业，作
为反应器内催化剂的覆盖支撑材料和塔填料，填料类瓷球主要作用是增加气体或液体分布点，支撑和保护强度不高的活性催化剂。根据惰性氧化铝瓷球AL2O3含量的不同，填料类瓷球分为：普通瓷球、惰性氧化铝瓷球、中铝瓷球、高铝瓷球、99高铝瓷球，凸凹沟槽开孔瓷球，活性瓷球，开孔瓷球，微孔瓷球，蓄热瓷球。
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研磨类瓷球是用于球磨机、罐形磨机、振动磨机等细粉碎设备的研磨体。研磨类瓷球具有硬度高、体积密度大、耐腐蚀等优点，其粉碎效率和耐磨损大大优于普通球石或天然鹅卵石，在陶瓷、玻璃、搪瓷、颜料、化工等行业广泛应用。根据AL2O3含量的不同，研磨类瓷球分为碳化硅研磨瓷球、微晶中铝研磨瓷球、高铝研磨瓷球。
★惰性瓷球是广泛用于石油、化工、化肥、天然气及环保等行业，作为反应器内催化剂的覆盖支撑材料和塔填料。惰性瓷球具有耐高温高压，吸水率低，化学性能稳定的特点。能经受酸、碱及其它有机溶剂的腐蚀，并能经受生产过程中出现的温度变化。惰性瓷球主要作用是增加气体或液体分布点，支撑和保护强度不高的活性催化剂。
★凸凹沟槽开孔瓷球是在开孔瓷球的基础上开发的新产品。凸凹沟槽开孔瓷球以球体直径为轴心进行开孔，又在球体表面开设沟槽和呈现凸凹体。既增加了球体的比表面积和空隙率，还减轻了产品的堆积重量。从而进一步增加了物料的分散性和通量，降低了系统的阻力。凸凹沟槽开孔瓷球作为一种催化剂的新型高效支撑覆盖填料，可广泛用于石油、化工和天然气等行业。
★活性瓷球是在惰性瓷球中添加少量过渡金属氧化物制成。活性瓷球既具有惰性瓷球的耐高温、高压和高机械强度的特性，起过滤、分散汽液覆盖、支撑催化剂的作用，又具有一定的催化活性，在烯烃饱和、脱氮过种中起助催化作用。
★开孔瓷球在惰性氧化铝瓷球上开孔，提高其比表面积和空隙率，具有压降小，通量大的特点。
★微孔瓷球在惰性氧化铝瓷球的基础上经造孔，提高孔隙率20~30%，具有能过滤油中杂质，经中科院大连化学物理研究所测试，杂质滤除率75%以上，在锦州石化40万吨焦化汽、柴油加氢精制装置上使用后，效果良好。
★蓄热瓷球具有表面光滑、耐腐蚀、高强度、蓄热性能好等特点，是空分蓄热器的专用填料。
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具有密度、机械强度高，耐磨性能好等优点。研磨瓷球是一种经济型、应用极为广泛的非金属研磨介质，研磨瓷球主要用于机械、电子、航天等领域，也可用于化肥、化工等行业。
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1.1 A1(Fcc),A2(bcc),A3(hcp)堆积结构的填充分数Xi各是多少？ 0.74 0.68 0.74 1.2 什么是晶胞？若某晶面和晶胞的三条相邻边分别相交于a/2,b/3,2c/3,则该晶面的指标为？ 晶胞是晶体的最小重复单元，通过晶胞在空间平移无隙的堆砌而成晶体。该晶面的指标（463） 1.3 晶体的缺陷按几何形式划分为哪几种形式？ 点缺陷，线缺陷，面缺陷和体缺陷等 3.1 什么是催化剂？ 催化剂是一种能够加速反应速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化的物质 3.2 催化作用的四个基本特征是什么？催化剂为什么不能改变反应的平衡位置？催化指标有哪几个？基本特征a.催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应 b.催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数Kf） c.催化剂对反应具有选择性 d.催化剂的寿命 原因：催化剂通过参与改变反应历程、降低反应的活化能来提高化学反应速率。需要注意的是，催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率（对于给定的反应，在已知条件下，其催化和非催化过程的-△Gr值是相同的，即Kf值是相同的，所以平衡位置没有改变。） 催化指标：活性选择性稳定性 3.3什么是助催化剂？分为哪几种？ 助催化剂是催化剂中加入的另一种或者多种物质，本身不具活性或活性很小的物质，但能改变催化剂的部分性质的物质，分为①结构型助催化剂②电子型(调变型)助催化剂 3.4请说明催化剂载体的功能？ 1.提供有效的表面和合适的孔结构 ②增强催化剂的机械强度，使催化剂具有一定的形状 ③改善催化剂的热传导性 ④减少活性组分的含量 ⑤提供附加的活性中心 ⑥与活性组分之间的溢流现象和强相互作用 3.5如何理解催化剂的活性和选择性？ 催化剂的活性：判断催化剂加速某化学反应能力高低的量度。工业上常用给定温度下原料的转化率来表达，催化反应动力学中常用反应速率表达 催化剂的选择性：催化剂有效地加速平行反应或串联反应中的某一个反应的性能。可以用已消耗的原料中转化为目的产物的分率表示。 3.6 时空产率如何计算？ 时空产率：一定条件下单位时间内单位体积或单位质量的催化剂所得产物的量，Y T.S.。 例题：苯加氢生产环己烷，年产15000t环己烷的反应器內装有Pt/Al2O3催化剂2.0m3，若催化剂的堆积密度为0.66g/cm3，计算其时空产率。 解：1年按300天生产计算，则以单位体积(1m3)催化剂计算的为Y T.S. 也可以用单位质量的催化剂来计算时空产率。 时空产率不能单独用来评价催化剂的活性。 3.7 布朗斯特（Bronsted）酸碱和路易斯（Lewis）酸碱的定义是什么？ J.N.Br?nsted对酸碱定义（B酸碱）(1)凡是能给出质子的物质称为酸;(2)凡是能接受质子的物质称为碱; G.N.Lewis定义（L酸碱）(1)所谓酸，乃是电子对的受体，如BF3(2)所谓碱，则是电子对的供体，如
《光催化氧化反应器》在工业污水的应用： l洗涤剂生产行业废水处理及废水处理后的回用工程；污水及工业废水深度处理（对现有污水处理后氨氮、COD不达标的系统，利用光催化氧化后实现达标排放和回收利用） l主要适用行业：洗衣粉、洗涤剂及表面活性剂等有机精细化工生产行业； l洗涤行业等用洗涤剂清洗洗涤行业的废水回用； l食品、制药等有机污染废水的治理工程； l有机废水处理及无膜中水回用工程； 《光催化氧化反应器》处理有机废水与传统工艺相比的优势： 1、设备占地面积小、反应停留时间短； 2、处理成本低，可根据后续处理的要求调整转化率或处理量； 3、可任意与其他工艺组合；作生化的前处理，改善难降解有机物的可生化性；或作有机废水处理后水质不达标的深度处理，以满足达标排放或回用。 4、运行维护成本低，不需要投加其他任何化学药物及更换催化剂； 一、光催化氧化反应器(在工业废水处理中的应用) 目前用于广州立白集团番禺公司480立方/天高浓度洗涤剂（LAS）废水处理工程.对洗涤剂（LAS）处理的平均去除转化率:90%.
本公司独有专利技术(专利号：ZL200720119600.5)，有效实现了光催化氧化技术的工业化应用。主要用于各种难降解的有机污染废水废液的深度处理，特别是对高含量的有机废水富含表面活性剂(LAS)、COD以及其他有机污染物的处理，具有很好的去处效果。去除率在90%以上，分解后的产物为水和二氧化碳，不会产生二次污染问题；整套装臵集氧化分解及除臭功能为一体。 广州立白（番禺）有限公司日处理480M3/日洗衣粉废水工程，是我公司《光催化氧化分解表面活性剂》专利技术第一次用于工业化应用的成功范例；也是国内真正实现光催化氧化工艺在污水处理方面成功进行工业化应用的首例。对洗衣粉行业的废水具有划时代的意义！洗衣粉制造行业都知道，洗衣粉废水处理的最大问题是：废水表面活性剂浓度高时，会严重影响生化效果，并造成生物菌种死亡，在生化瀑气池泡沫满天飞，不得不将生化池用致密的网罩于池上，以防止对环境的影响。 立白集团广州立白（番禺）有限公司日处理480M3/日洗衣粉废水工程，于2009年4月正式投入运行，原预算该项目投入运行后吨水综合处理成本将增加1.8元/吨。在半年的实际运行中，其运行成本的变化完全出乎预料，其污水处理总体综合成本不但没有增加1.8元/吨，反而比原来没有改造前降低了0.2元/吨。这是一个意外而可喜的结果。最后从立白公司废水处理站操作及管理人员处得到答案。原处理系统设计能力为20吨/小时，由于增加光催化氧化设备后，大大
光催化氧化反应器设计综述 摘要：文章通过废水中有机物的降解问题引出光催化氧化降解有机物技术，再从技术问题引入更深层次的问题即如何提高降解效率，进而引出本文主题—光催化氧化反应器设计。文章详细叙述了反应器的结构形式及几种不同类型反应器的优点和缺陷，以及研究现状。 关键词：光催化氧化；反应器 随着经济的发展，大量工业废水、生活污水有机污染物的超标排放，造成了水体环境严重富营养化问题，目前很多地方的治理只注重对有毒重金属的处理，而忽略了有机污染物潜在的危害性，废水中大量的有机污染物。富含洗涤剂（LAS）、COD、BOD、含氮、磷等的有机物的污水本身具有一定的毒性，对动植物和人体有慢性毒害作用，还会引起水中传氧速率降低，使水体自净受阻，从而使水体变色发臭。所以对废水中的有机物进行处理是非常必要的。光催化氧化分解有机污染物是当今公认的最前沿最有效的处理技术，光催化氧化反应器成功的解决了光催化氧化技术的工业化运用难题，所采用光催化氧化技术，废水有机污染物分解后的产物为水、二氧化碳及无害的无机盐，从根本上解决了有机污染问题。 目前, 用金属氧化物半导体作催化剂进行光催化氧化降解有机污染物的研究, 已引起了国内外众多学者的关注[1]。为了提高光催化氧化反应效率，光催化氧化反应器是必不可少的。应用光催化氧化反应器可进行化学氧化、光氧化、光化学氧化、光催化氧化和光化学催化氧化等多种类型氧化反应, 并可进行多种组合试验, 为环境科研、环境工程提供试验设备, 亦可为高等院校师生提供教学试验设备。光催化氧化反应器的设计远比传统的化学反应器复杂,除了涉及质量传递与混合、反应物与催化剂的接触、流动方式、反应动力学、催化剂的安装、温度控制等问题外,还必须考虑光辐射这一重要因素。目前已有多种形式的光催化氧化反应器应用于光降解的研究及实际废水的处理,并取得了一些成果,但同时也暴露出许多问题,为此有许多人从不同的角度对如何提高光催化氧化反应器的效能及实用性开展了大量的工作[2]。 1 光催化氧化反应器的结构形式 催化剂以两种形式存在于反应器中:一是光催化剂颗粒分散于整个反应器系统中,二是光催化剂颗粒固定在载体上(如反应器壁或尼龙丝网等) ,据此可将相应的反应器形式称为悬浮式和固定式。 悬浮式是TiO2粉末直接与废水混合组成悬浮体系。优点是结构简单，能充分利用催化剂活性[3]。缺点是存在固液分离问题，无法连续使用；易流失；悬浮粒子阻挡光辐射深度，TiO2 =0.5mg/m3左右，反应速度达到极限[4]。固定式是TiO2粉末喷涂在多孔玻璃、玻璃纤维或玻璃板上。优点是TiO2不易流失，可连续使用；缺点是催化剂固定后降低了活性[5]。固定式又分非填充式和填充式两种。非填充式固定床型：以烧结或沉积法直接将光催化剂沉积在反应器内壁，部分光催化表面积与液相接触。填充式固定床型：烧结在载体上，然后填充到反应器里，与非填充式固定床型相比，增大了光催化剂与液相接触面积，克服了悬浮型固液分离问题。 Geisen 等[6 ]针对典型化合物二氯乙酸(DCA) 的降解分别进行了悬浮式TiO2和固定式TiO2液膜反应器( Flow-Film Reactor ，FFR) 研究，结果表明：与固定式催化剂反应系统相比，悬浮式系统能够获得更高的DCA降解率,达到了固定式系统的3倍，这是因为催化剂的固定限制了传质和降低了光催化活性。因此，如果能够通过固/ 液分离技术实现TiO2颗粒与处理水的分离及回收利用,那么悬浮式反应器将比固定式反应器有着明显的优势。为此，Xi等[7 ]采用带有斜板和不带有斜板的沉淀池及微滤膜继续进行了悬浮催化剂的分离研究:当进水的催化剂浓度> 5 g/ L、pH 在零电荷点附近时，通过沉淀作用可以对Degussa P 25 TiO2实现
1、催化剂：一种能够加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化 的物质。 2、固体酸：能够化学吸附碱的固体；能够使碱性指示剂在其上改变颜色的固体。 3、时空产率：指一定条件下（温度，压力，进料组成，进料空速均一定），单位 时间内单位体积或单位质量的催化剂所得产物的量。 4、外扩散：从气流层经过滞留层向催化剂颗粒表面的扩散或其反向的扩散。 5、内扩散：从颗粒外表面向内孔道的扩散或其反向扩散。 6、效率因子：η=观测的反应速率∕本征反应速率〈1。 7、d-带空穴：d带中某些能级未被充滞，可以看做d带中的空穴。 8、施主能级：提供电子的附加能级。 9、受主能级：空穴产生的附加能级靠近价带，容易接受来自价带的电子，称为 受主能级。 10、Frimi能级：电子占用的最高能级。 11、多次浸渍：将浸渍，干燥，焙烧反复进行数次。 12、均匀沉淀：首先使待沉淀溶液与沉淀剂母体充分混合，形成一个十分均匀的 体系，然后调节温度，使沉淀剂母体加热分解转化为沉淀剂，从而使金属离子产生均匀沉淀。 13、孔隙率：每克催化剂内孔体积与催化剂颗粒体积之比。 1、剂的稳定性包括：热稳定性，化学稳定性，机械强度稳定性。 2、Langmair吸附理论的要点包括：吸附剂的表面是均匀的，吸附是单分子层， 吸附与解吸达到动态平衡。 3、固体酸强度的测定包括：胺测定法，气态碱吸附法，TPD法。 4、金属化学键理论包括：能带理论，价键理论，配位场理论。 5、造成催化剂结构非敏感的原因包括：表面再构，提取式化学吸附，金属烷基 物种的形成。 6、稳态催化反应器包括：活塞流反应器，滴流床反应器，返混世反应器。 7、工业催化剂必须具备的条件包括：反应活性高，选择性好，机械强度大。 1、绝大多数工业催化剂有三类可区分的组分：活性组分，载体，助催化剂。 2、助催化剂按作用机理不同分成：结构型助催化剂，电子型助催化剂。 3、催化剂活性的变化经历三个阶段：成熟期，稳定期，衰老期。 4、非理想吸附偏离Langmuir型的吸附情况，偏离的原因可能是：表面的非均匀 性，吸附分子之间有相互作用，发生多层吸附。 5、沉淀物的形成过程包括两个过程：晶核的生成，晶核的生长。 6、对化学吸附研究用的金属有一定的要求：金属表面应该有已知的化学组成， 金属表面应该是清洁的或抑郁清洁的，表面上杂志的性质和浓度是可以弄清楚的。 7、常见分子筛类型包括：方钠型沸石，如A型分子筛；八面型沸石，如X型Y 型分子筛；丝光型沸石；高硅型沸石，如ZSH-5。 8、工业催化剂的制备过程中要对沉淀物进行焙烧，焙烧的作用是：通过物料的 热分解，除去化学结合水和挥发性物质，使其转化成所需的化学成分和化学形态；借助固态反应，互溶和再结晶获得一定的晶型，微晶粒度，孔径和比
化学化工学院 化工专业课程设计 设计题目：管式反应器设计 化工系
化工专业课程设计——设计文档质量评分表（100分） 评委签名: 日期：
目录 绪论 .........................................................错误!未定义书签。1设计内容与方法介绍..........................................错误!未定义书签。 反应器设计概述............................................错误!未定义书签。 设计内容..................................................错误!未定义书签。 生产方法介绍..............................................错误!未定义书签。 反应器类型特点............................................错误!未定义书签。 反应器选择及操作条件说明..................................错误!未定义书签。2工艺计算....................................................错误!未定义书签。 主要物性数据..............................................错误!未定义书签。 计算，确定管长，主副反应收率.............................错误!未定义书签。 管数计算..................................................错误!未定义书签。3压降计算公式................................................错误!未定义书签。4催化剂用量计算..............................................错误!未定义书签。5换热面积计算................................................错误!未定义书签。6反应器外径计算..............................................错误!未定义书签。7壁厚计算....................................................错误!未定义书签。 8 筒体封头计算................................................错误!未定义书签。9管板厚度计算................................................错误!未定义书签。10设计结果汇总...............................................错误!未定义书签。11设计小结...................................................错误!未定义书签。
光催化反应器的设计 摘要 光化学反应过程由于具有选择性好且可在常温常压下进行等特点而在许多领域有着良好的应用前景。其中光催化技术作为一种真正环境友好的绿色技术，既可以在能源领域应用，将低密度的太阳能转化为可储存的高密度的洁净能源氢能；也可在环境领域应用，利用光能降解和矿化环境中的有机和无机污染物。光催化反应器作为光催化技术的核心设备，在光催化技术的应用中具有十分重要的地位。本文介绍了光催化反应的相关内容，并以FCC汽油光催化脱硫工艺为例，对实际情况作合理简化，建立了光催化反应器的数学模型。 关键词：光催化、反应器、数学模型。 1、前言 1.1 光化学反应工程 光化学反应是指在外界光源的照射下所发生的化学反应过程。[1]光化学反应器作为光化学生产中的关键设备，其性能优劣对于光化学反应过程的应用有十分重要的作用。因此，从工程应用的角度出发，研究光化学反应器的特性、模拟、设计、放大等问题已引起重视，并逐渐发展成化学反应工程学的一个新的分支—光化学反应工程。 与一般反应器相比，光化学反应器的设计与开发有很大的差异。光源的种类，光子的传播、吸收、发射及光化学反应器的几何形状，与光源间的相互位置等均会对光化学反应过程产生直接影响。[2] 1.2 光化学反应器类型 与普通的化学反应器一样，光化学反应器也可以按不同的方法分类。如按操作方式的不同可分为连续式和间歇式；按反应器内包括的流体的相数不同可分为均相和非均相；按反应器内流体流动状况可分为全混流、部分返混、活塞流等。然而，对于光化学反应器，除了操作方式、流动状况等会对其性能造成影响，更能反映光化学反应器特征并直接影响光化学反应器性能的则是光源种类、反应器几何形状及反应器与光源间的相互位置。[3]这些因素的不同组合就构成了不同类型的光化学反应器。光化学反应器可以有许多变化方式，大体可分为均相和非均相两大类。[4] 光化学反应器的选型包括光源、透光材料、反应器几何形状的确定等几个方面。光化学反应过程一般均需要紫外或近紫外光，当反应需要紫外光时，只能选择石英为透光材料。如反应可在近紫外光照射下进行，则可选用硼硅玻璃。[5] 1.3光催化反应器 1.3.1 光催化反应器的研究现状 最早出现的光催化反应器是为在实验室中进行研究而设计的，其结构简单，操作方便。反应器主体为一敞开的容器，并置于磁力搅拌机上，反应液在荧光或紫外灯的照射下反应，灯与液面的距离可调，现在仍有许多研究者用这种反应器来评价催化剂的活性或进行污染物降解规律的研究。[6] 目前应用较为广泛的光催化反应器是一种间歇式分批反应器它的特点是采用纳米TiO 2粉体形成的悬浆体系。但悬浆体系最大的问题是TiO 难以回收，要将催化剂粉末颗粒从流 2 动相中分离出来，一般需经过滤、离心、混凝、絮凝等方法，因而反应器只能为间歇式分批反应器，即每处理一批就要进行一次分离，使处理过程过于复杂，还增加了经济成本。因此，将催化剂固定在载体上，制成负载型光催化反应器已成为主要的研究方向。将TiO 负载后 2 可将其作为固定相，待处理废水或气体作为流动相，一般不存在后处理问题，可实现连续化处理，便于设计出各种实用化、商品化、工业化的光化学反应器。[7]
-1 - 第二章 IUPAC 于1981年提出的定义：催化剂是一种物质，它能够加速反应的速率而不改 变该反应的标准Gibbs 自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化 反应 特征： （1） 催化剂只能加速热力学上可以进行的反应 . （2） 只能加速到达反应平衡的时间，不能改变化学平衡位置 ?对于可逆反应，能催 化正方向的催化剂，就能催化逆反应方向 （3） 催化剂对反应具有选择性 （4 ）催化剂活性有一定寿命 催化反应产物具有选择性的主要原因仍然是由于催化剂可以显著降低主反应的活 化能，而副反应活化能的降低则不明显 . 催化剂组成： 1. 活性组分：化学活性 2. 载体：高表面积，孔结构，机械强度等 3. 助催化剂：对活性组分/载体改性 活性组分：催化剂的主要成分，可由一种物质组成，也可由多种物质组成 活性组分的分类：金属；过渡金属氧化物、硫化物；非过渡金属氧化物 第四章 固体酸：天然粘土物质，天然沸石，金属氧化物及硫化物，氧化物混合物，金属盐 等; 固体碱：碱金属及碱土金属分散于氧化硅、氧化铝，金属氧化物，金属盐等 液体酸：H2SO4,H3PO4,HCI 水溶液，醋酸等 液体碱：NaOH 水溶液，KOH 水溶液 杂化轨道中d 原子轨道所占的百分数称为 d 特性百分数（d%），金属的d%越大，相 应的d 能带中的电子填充越多，d 空穴就越少。广为应用的金属加氢催化剂来说， d%在 40-50% 为宜。 d 带空穴的存在，使之有从外界接受电子和吸附物种并与之成键的能力。但也不是 d 带空穴越多，其催化活性就越大。因为过多可能造成吸附太强，不利于催化反应。 金属在载体上微细的程度用分散度 D （ Dispersion ）来表示，其定 因为催化 反 应都是在位于表面上的原子处进行，故分散度好的催化剂，一般其催化效果较好。当 D = 1时，意味着金属原子全部暴露。 第五章 环境友好加工要求：极高的转化率；接近 100%的选择性；污染物的浓度必须降至 10-6级或零排放。 金属的分散度： 义为： 表面的金属原子 / g 催化剂 总的金属原子
典型的光催化反应器 光催化是废水净化的一个很有前途的技术，因而引起了国内外的重视，已经有了二十多年的经验积累，在光催化降解有机污染物、光催化剂的改性等方面受到了广泛的关注，有关光催化氧化法在水污染治理方面应用研究的报道很多，而在反应器的设计和选材也有一些相关的报道，但涉及到光反应器应用的报道较少。在光催化反应中，反应器的材料、结构、形状、光源的几何位置等很多因素对光催化反应速率有很大的影响。气相光催化反应器的设计有静态配气和动态配气的两种，种类和相关的研究较少，所以下面着重介绍液相光催化反应器的结构、种类和影响因素。 影响光催化反应器效率的因素很多，如光源(光源强度、波段与光照方式)、催化剂性质(催化剂粒径、类型与载体)、废液的外加氧化剂(如O2 ,H2O2,O3等)、待处理废水性质(废液的初始浓度组成、pH值、抑制物含量)、温度、废液的流动力学特征、停留时间等因素对反应器的最佳运行都有影响，反应器的整体设计要综合考虑这些因素。 1.光源 用于光催化的光源有电光源和太阳光源。电光源有高压汞灯、荧光灯、黑光灯、氨灯等。光源的选择、布置及使用既要考虑效能又必须考虑经济性，因此，在设计光催化反应器时，要综合考虑各方面的影响因素。过去，更多研究放在电光源上，使用的光波多限于光谱紫外区。太阳光源是经济又环保的光源，开发出利用太阳能的光催化反应器一直是研究者追求的目标，但是由于在光催化反应中，太阳光的利用率很低，因此这类反应器的成功开发和真正实现工业应用目前还有很大难度，需要解决催化剂改性等许多方面的技术问题。 光源波长、光强及光源几何位置对催化反应有至关重要的影响，一般情况下，光源波长越短，效率越高;在同等波长的条件下，光强越高，效率越高，但并非线性相关的。一般在低光强时，有机物降解速度与光强呈线性关系，高光强时，降解速度与光强的平方根存在线性关系。 光线的照射方式可分为直接照射和直接一反光结合照射，后者的使用更能充分利用光能。光源与废水、催化剂的位置对光转化效果有重要的影响，研究结果表明，催化剂处在废水中时，在光源与催化剂之间的液层会吸收光、散射光，从而使催化剂的光吸收减弱。因此，浸在液体中的负载催化剂应尽量靠近液体的近光面，减少光吸收障碍。 2.催化剂在应用中的存在形态 催化剂在光催化反应器中有两种存在形式，即悬浮态和固定态。在悬浮相光催化过程中，催化剂以悬浮态存在于水溶液中，与污染物接触面积大，但催化剂在溶液中容易凝聚且回收困难，不适合规模操作。催化剂以固定态存在时，负载在载体上，这样虽然可避免催化剂的分离和回收过程，但仅部分催化剂的面积有效地与液相接触，活性降低。催化剂制备或选择载体要考虑多种因素影响，应尽量满足(1)吸光性能强。(2)催化剂粒径小，比表面积大。(3)不易中毒，能保持催化剂有高活性。(4)吸附反应物及反应后易于固液分离。(5)载体与催化剂结合牢固，抗冲击、耐腐蚀。 负载型催化剂所使用的载体要求透光性好，与催化剂结合较牢固，易于分散，不影响传质等。可选形状有颗粒型、管型、丝网、平板型和转盘型等。颗粒型载体一般有玻璃球、硅胶、砂石、活性炭、沸石等。 3. 光催化反应器材料 要保证光催化反应的顺利进行，最首要的条件之一是光催化反应器的材料必须透光性能好，尤其是对催化反应所需波长范围的光的透过率要好。一般光催化反应利用紫外光，所以要使用对紫外光不吸收或吸收很少的材料，很多人选用石英玻璃。石英玻璃是高纯单组分玻璃，具有优良的热，光，电和机械性能，耐腐蚀，对大多数物质是稳定的，包括除氢氟酸以
光催化氧化技术及其在水处理中的应用 摘要：介绍了光催化氧化的机理及光催化氧化反应的主要影响因素，就TiO2固定化制备、改性、光催化氧化在工业废水以及饮用水处理中的应用进行了阐述。 关键词：光催化氧化Ti02光催化剂水处理 1 引言 光催化氧化法是近二十年才出现的水处理技术，1972年，Fu—jishima和Honda报道了在光电池中光辐射Ti02可持续发生水的氧化还原反应，标志着光催化氧化水处理时代的开始。1976年，Carey等在光催化降解水中污染物方面进行了开拓性的工作。光催化技术具有反应条件温和、能耗低、操作简便、能矿化绝大多数有机物、可减少二次污染及可以用太阳光作为反应光源等突出优点[1]，在难降解有机物、水体微污染等处理中具有其他传统水处理工艺所无法比拟的优势，是一种极具发展前途的水处理技术，对太阳能的利用和环境保护有着重大意义。 2 光催化氧化原理 光催化氧化还原以n型半导体为催化剂，如TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2、WO3等。TiO2由于化学性质和光化学性质均十分稳定，且无毒价廉，货源充分，所以光催化氧化还原去除污染物通常以TiO2作为光催化剂。光催化剂氧化还原机理主要是催化剂受光照射，吸收光能，发生电子跃迁，生成“电子—空穴”对，对吸附于表面的污染物，直接进行氧化还原，或氧化表面吸附的羟基OH-，生成强氧化性的羟基自由基（OH）将污染物氧化[2]。当用光照射半导体光催化剂时，如果光子的能量高于半导体的禁带宽度,则半导体的价带电子从价带跃迁到导带，产生光致电子和空穴。水溶液中的OH- 、水分子及有机物均可以充当光致空穴的俘获剂，具体的反应机理[3]如下（以TiO2为例）： TiO2 + hν→h+ + eh++ e- →热量 H2O →OH- + H+ h+ + OH-→OH h+ + H2O + O2- →·OH + H+ + O2- h+ + H2O →·OH + H+ e- + O2 →O2- O2- + H+ →HO2· 2 HO2·→O2 + H2O2 H2O2 + O2- →OH + OH- + O2 H2O2 + hν→2 OH Mn+(金属离子) + ne+ →M 3 光催化氧化反应的主要影响因素 3.1催化剂性质及用量 可用于光催化氧化的催化剂大多是金属氧化物或硫化物等半导体材料，如TiO2、ZnO、CeO2、CdS、ZnS等.在众多光催化剂中，Ti02是目前公认的最有效的半导体催化剂，其特点有：化学性质稳定，能有效吸收太阳光谱中弱紫外辐射部分，氧化还原性极强，耐酸碱和光化学腐
管式反应器课程设计
化学化工学院 化工专业课程设计 设计题目：管式反应器设计 化工系
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目录 化工专业课程设计——设计文档质量评分表（100分） (2) 绪论 (1) 1设计内容与方法介绍 (2) 1.1反应器设计概述 (2) 1.2设计内容 (3) 1.3生产方法介绍 (4) 邻二甲苯氧化法 (4) (4) 1.4反应器类型特点 (5) 1.5反应器选择及操作条件说明 (6) 2工艺计算 (7) 2.1主要物性数据 (7) 2.2 MATLAB 计算，确定管长，主副反应收率 (7) 2.3管数计算 (8) 3压降计算公式 (9) = (9) 4催化剂用量计算 (10) 5换热面积计算 (10) 传热系数U=508kJ/(m2.h.K)=141.11W/( m2.K) (10) 对数平均温差 = (10) 计算得=9.82K (10) 由Aspen模拟可知，反应放出热量为Q=4039KW (10) 根据公式 ,计算得到2915 m2 (10) =58165 m2 (10)
6反应器外径计算 (11) 根据公式 D = t()+2 b' (11) 反应管按正三角形排列，故=265.3 (11) t=1.368=0.036m (11) b'=1.3 (11) 计算得 D=9.608m圆整后取D=9.7m (11) 7壁厚计算 (11) 该反应器操作温度为 625K，取设计温度 625K，操作压力 1.25×105Pa,取设计 压力为 1.25×105Pa,考虑到反应温度较高，且反应为放热反应，采用钢号为 Q345R 的钢板，取焊接接头系数=0.85，则查化工设备设计手册可知该材料在 设计温度625K时的许用应力=137MP；腐蚀裕量=2mm。 (11) 计算厚度δ= =78.5mm (11) 设计厚度=+ (11) 已知钢板腐蚀裕量=2mm；负偏差=0.3mm，则： (11) 名义厚度= +（圆整）=81mm (11) 8筒体封头计算 (11) 9管板厚度计算 (12) 10设计结果汇总 (12) 11设计小结 (13)
光催化氧化法简介 光催化氧化法是近20年才出现的水处理技术，在足够的反应时间内通常可以将有机物完全矿化为CO2和H2O 等简单无机物，避免了二次污染，简单高效而有发展前途。所谓光催化反应，就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，然后会发生化学反应生成新的物质，或者变成引发热反应的中间化学产物。光化学反应的活化能来源于光子的能量，在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。由于以二氧化钛粉末为催化剂的光催化氧化法存在催化剂分离回收的问题，影响了该技术在实际中的应用，因此将催化剂固定在某些载体上以避免或更容易使其分离回收的技术引起了国内外学者的广泛兴趣。 在我国工业废水中，印染废水因其有机物含量高、色度深、水质复杂、排放量大而成为难处理的工业废水之一。印染废水中含有大量卤化物、硝基物、氨基物、苯胺、酚类及各种染料等有机物，主要来自纤维、纺织浆料和印染加工所使用的染料、化学药剂、表面活性剂和各类整理剂。其COD浓度达数千至数万mg/L，色度也高达数千至数万倍，可生化性差，很多废水还含有高浓度无机盐：如氯化钠、硫化物等，严重污染水环境。国内处理染料废水普遍以生物法为主，同时辅以化学法，但脱色及COD去除效果差，出水难以稳定达到国家规定的排放标准。光催化氧化法是近年来水处理研究的热点之一，实验证明，此方法对印染废水有较好的处理效果。当进水COD Cr为1300 mg/L左右，色度为800倍时，经本法处理的废水，出水COD Cr达188 mg/L，色度为0～10倍，COD Cr 去除率达92%，脱色率几近100%。主要水质指标达到了GB8978—1996《污水综合排放标准》中染料工业的二级标准。本法可取代常规的生物法，适合中小型印染厂的废水处理。 光催化氧化法原理 光降解通常是指有机物在光的作用下，逐步氧化成低分子中间产物最终生成CO2、H2O及其他的离子如NO3-、PO43-、Cl-等。有机物的光降解可分为直接光降解、间接光降解。前者是指有机物分子吸收光能后进一步发生的化学反应。后者是周围环境存在的某些物质吸收光能成激发态，再诱导一系列有机污染的反应。间接光降解对环境中难生物降解的有机污染物更为重要。 利用光化学反应降解污染物的途径，包括无催化剂和有催化剂参与的光化学氧化过程。前者多采用氧和过氧化氢作为氧化剂，在紫外光的照射下使污染物氧化分解；后者又称光催化氧化，一般可分为均相和非均相催化两种类型。均相光催化降解中较常见的是以Fe2+或Fe3+及H2O2为介质，通过photo-Fenton 反应产生?HO使污染物得到降解，非均相光催化降解中较常见的是在污染体系中投加一定量的光敏半导体材料，同时结合一定量的光辐射，使光敏半导体在光的照射下激发产生电子-空穴对，吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子-空穴作用，产生?HO等氧化性极强的自由基，再通过与污染物之间的羟基加和、取代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿化。 新型高效光催化氧化的原理 新型高效光催化氧化的原理就是在表面催化剂存在的条件下，利用一定波长的紫外光波在常温常压下催化、通过一定量的曝气来氧化废水中的有机污染物，或直接氧化有机污染物，或将大分子有机污染物氧化成小分子有机污染物，提高废水的可生化性，较好的去除有机污染物。在降解COD的过程中，通过催化氧化来打断有机分子中的双键发色团，如偶氮基，硝基，硫化羟基，碳亚氨基等，达到脱色的目的，同时有效地降低BOD/COD值，使之易与生化降解。这样，光催化氧化反应在高浓度，高毒性，高含盐量废水中充当常规物化预处理和生化处理之间的桥梁。 该技术的核心为三相催化氧化。这三相分别是：由风机送入罐内的压缩空气曝气(气相)，一定波长
反应器结构及工作原理图解 小7：这里给大家介绍一下常用的反应器设备，主要有以下类型：①管式反应器。由长径比较大的空管或填充管构成，可用于实现气相反应和液相反应。②釜式反应器。由长径比较小的圆筒形容器构成，常装有机械搅拌或气流搅拌装置，可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜（见鼓泡反应器）；用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。③有固体颗粒床层的反应器。气体或(和)液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程，包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。④塔式反应器。用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备，包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等（见彩图）。 一、管式反应器 一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长，如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管，也可以是多管并联；可以是空管，如管式裂解炉，也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管，以进行多相催化反应，如列管式固定床反应器。通常，反应物流处于湍流状态时，空管的长径比大于50；填充段长与粒径之比大于100(气体)或200（液体），物料的流动可近似地视为平推流。
分类： 1、水平管式反应器 由无缝钢管与U形管连接而成。这种结构易于加工制造和检修。高压反应管道的连接采用标准槽对焊钢法兰，可承受1600-10000kPa压力。如用透镜面钢法兰，承受压力可达10000-20000kPa。
2、立管式反应器 立管式反应器被应用于液相氨化反应、液相加氢反应、液相氧化反应等工艺中。
3、盘管式反应器 将管式反应器做成盘管的形式，设备紧凑，节省空间。但检修和清刷管道比较困难。
光催化反应器举例简介反应器设计结业论文 天津大学 化工学院 09化工一班 王一斌 3009207018
随着现代工农业的发展，产生了大量污染物并随之释放到环境中去，其中存在大量有毒有害物质，严重影响了人类的正常生活与生产。多年来，研究人员采用了包括生物处理，化学处理，热处理，催化氧化，相转移和光解等方法应用于废水处理中。但目前这些方法，都存在着局限，而且处理费用太高。而光催化作为一种新型的污染处理技术自上个世纪70 年代出现以来，以其能完全降解环境中的污染物，加上费用相对较少，日益受到研究人员的重视。 在光化学处理有机废水的催化剂中，二氧化钛由于其化学性质稳定、难溶、无毒、成本低、催化效率高等优点被广泛运用。同时，光催化反应器作为反应的主体设备，其决定了催化剂活性的发挥和对光的利用等问题，而这两个因素直接决定了光催化反应的效率。一个成功的反应器必然体现了催化剂活性和光源利用的最优化组合。所以，光化学反应器的研制和开发作为光催化处理废水工艺中的重中之重，已成为研究的热点之一，本文对该方面研究给予了举例简介。 关键词：二氧化钛( TiO ) 光催化反应器废水处理 2
一，光催化反应机理 当能量大于催化剂（TiO 2等金属氧化物）禁带宽度的光照射半导体时，光激发电子跃迁到导带，形成导带电子（矿），同时在价带留下空穴（矿）。由于半导体能带的不连续性，电子和空穴的寿命较长，它们能够在电场作用下或通过扩散的方式运动，与吸附在半导体催化剂粒子表面上的物质发生氧化还原反应，或者被表面晶格缺陷俘获。空穴和电子在催化剂粒子内部或表面也可能直接复合。空穴能够同吸附在催化剂粒子表面的OH 或H 2O 发生作用生成HO·。HO·是一种活性很高的粒子，能够无选择地氧化多种有机物并使之矿化，通常认为是光催化反应体系中主要的氧化剂。光生电子也能够与O 2发生作用生成HO 2·和O 2-·等活性氧类，这些活性氧自由基也能参与氧化还原反应。该过程可用如下反应式表示： ),(22+-=+h e TiO hv TiO hv heat h e +=++- ?=++-HO h OH ads +++?=+H HO h O H ads 2 ?=+--22O O e HO·能与电子给体作用，将之氧化，电子（矿）能够与电子受体作用将之还原，同时h +也能够直接与有机物作用将之氧化： O H D D HO 2+?=+?+ --?=+A A e ++?=+D D h 二，光催化反应器的类型 利用TiO 2 作为光催化剂降解有机污染物已逐渐由实验研究转向实际应用的研究，光催化氧化法的大规模应用需要解决的主要技术问题是TiO 2 催化剂的固定化以及与之相应的结构简单、效率高、可长期稳定运行的反应器的设计。光催化反应器设计的问题远比传统的化学反应器的复杂。除了涉及质量传递与混合、反应物与催化剂的接触、流动方式、反应动力学、催化剂的安装、温度控制等问题外，还必须考虑光辐射这一重要因素。 催化剂只有吸收适当的光子才能被激活而具有催化活性，为了提供尽可能多的激活光催化剂，光反应器必须能提供可能大的催化剂表面积。 为了减少反应器的体积，还要求单位体积的反应器提供尽可能大的安装催化剂的空间。 最早出现的光催化反应器是为在实验室中进行研究而设计的，其结构简单，
1.分子筛催化剂的择形催化性质包括哪四个方面? a.反应物的择形催化 b.生成物的择形催化 c.过渡状态限制的择形催化 d.分子交通控制的择形催化。 2.清洁能源包括那些方面？ 经洁净技术处理的清洁能源：天然气合成石油或流体燃料，氢能 3.催化剂的主要特征是什么？ 催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。催化剂只能加速反应趋于平衡，但不能改变平衡的位置（平衡常数）；催化剂对反应具有选择性；催化剂的寿命 4.催化剂载体的作用有哪些？ 载体的功能：提供有效的表面和适宜的孔结构；增强催化剂的机械强度，使催化剂具有一定的形状；改善催化剂的传导性；减少活性组分的含量；提供附加的活性中心；活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用 5.对于催化剂来说，活性与选择性的矛盾如何处理？ 活性是指催化剂影响反应进程变化的程度。工业上常用给定温度下完成原料的转化率来表达；活性越高，原料的转化率的百分数越大。 催化剂的选择性，是指所消耗的原料中转化成目的产物的分率。 对于工业催化剂来说，注重选择性的要求有时超过对活性的要求。这是因为选择性不仅影响反应的单耗，还影响到反应产物的后处理。当两者矛盾时，根据实际情况加以评选。若反应原料昂贵或产物和副产物分离困难时，宜采用高选择性的催化系统；若原料便宜，而产物与副产物分离不困难，宜在高转化率条件下操作。 6.固体酸催化剂酸性的来源是什么？酸中心的类型；酸强度和酸量。 7.分子筛失效的种类及处理方法有哪些？ a.有些未扩散出来的大分子或异构成限度较小的异构体扩散出来，或裂解成较小的分子乃至不断裂解脱氢，最终以碳的形式沉积于孔内，导致催化剂失效，处理方法使用打孔结构的分子筛， b.有些分子筛的窗口大小适合于择形催化，但在反应条件下遭到破坏。处理方法：修饰窗孔入口大小，择形选择性的调变。 8.研究金属催化剂常用的金属的形态有那几个？ 负载型金属催化剂，金属簇状物催化剂，合金催化剂，非晶态合金催化剂，金属膜催化剂。 9.金属氧化物在进行氧化时的催化反应机理是什么？ 这类作为氧化物催化剂分三类过渡金属氧化物，易从晶格中传递出氧给反应物分子，组成含有两种以上且价态可变的阳离子数，非计量化合物晶格中的阳离子能交叉互溶，形成复杂结构，金属氧化物用于氧化的活性组分为化学吸附性氧化，原态不是氧化物而是金属但其表面吸附氧形成氧化 层M(n+). O（催化剂）+R→RO++M （n-1）(还原态)，2M(n-1)(还原态)+O 2 →2M(n+)+O-2(催化剂)，在催化剂上要有两类活性中心，1.能吸附反应物分子 2.能吸附气相氧分子为晶格氧。 10.工业催化剂重生的方法有哪些，各针对哪种情况适用？ 蒸汽处理针对积炭现象；空气处理针对催化剂表面吸附炭和碳氢化合物；通入氢气或不含毒物的还原性气体针对含氧化合物浓度太高；酸碱处理针对镍催化剂被毒化。 11.比表面积的大小对催化性能有何影响？ 一般来讲，比表面积越大，反应面积越大，有助于有机物的预吸附，反应效率和速率也越大，但是因为比表面积的增大，往往是通过微孔的增多来实现的，微孔太多，有时候底物往
杨 尧（浙江大学材料与化学工程学院，浙江杭州３１００２７） 摘要：概述了光催化氧化技术降解废水废气的原理，影响因素，提高光催化剂活性的途 径，以及光催化技术在有机合成中的应用。制备高效的催化剂，解决太阳光的利用问题，开发光催化反应器将是今后研究的重点。 关键词：光催化氧化；光催化反应器 以太阳能化学转化和储存为主要背景的半导体光催化特性的研究始于１９１７年，１９７２年Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ和Ｈｏｎｄａ在Ｎａｔｕｒｅ杂志发表关于ＴｉＯ２电极分解水的论文标志着光催化新时代的开始。１９７７年Ｂａｒｄ提出利用半导体光催化反应处理工业废水中的有害物质以后，在半导体微粒悬浮体系中进行光催化消除污染物的研究日趋活跃起来。光催化过程采用半导体材料作为光催化剂，在常温常压下进行，如果利用太阳光作光源，则可大大降低污水处理费用。更主要的是，光催化技术可将污染物降解为无毒的无机小分子物质如ＣＯ２、Ｈ２Ｏ及各种相应的无机离子而实现无害化，为治理水污染提供了一条新的、有潜力的途径。 科学技术的进步和对光催化技术广泛而深入的研究，使光催化技术得到迅速发展。除了利用半导体材料来进行光催化氧化降解废水、废气以外，也有不少研究机构利用该技术为有机合成提供了一条新途径。 １光催化氧化处理废水、废气的研究现状 １．１ＴｉＯ２光催化氧化处理废水、 废气的原理１９７６年Ｇａｒｅｙ等首先应用二氧化钛光催化降解水中的氯代联苯并取得成功。三十多年来，ＴｉＯ２光催化氧化技术迅速发展，研究者已利用ＴｉＯ２催化降解了水和空气中几千种不同的有毒化合物，其中包括许多难解有机化合物，如有机氯化物、农药、氯酚类、染料类以及近年来倍受人们关注的环境荷尔蒙 类物质。因此，可以说ＴｉＯ２光催化技术是国内外的研究前沿和开发热点。 ＴｉＯ２是一种多晶形的化合物，目前研究最多的 是锐钛矿型ＴｉＯ２。它是一种Ｎ型半导体材料，它的光催化活性高，反应速率快，对有机物的降解无选择性且能使之完全矿化。它的能带结构一般由填满电子的低能价带和空的高能导带构成，它们之间由禁带分开，其禁带宽度为３．２ｅＶ，根据λｇ（ｎｍ）＝ｌ２４０／Ｅｇ（ｅＶ）可知，其激发波长为３８７．５ｎｍ。当吸收了波长小于或等于３８７．５ｎｍ的光子后，价带电子被激发，越过禁带进入导带，形成带负电的高活性电子ｅ－，同时在价带上产生带正电的空穴ｈ＋。在电场的作用下，电子与空穴发生分离，迁移到粒子表现的不同位置。热力学理论表明，电子具有还原性，空穴具有氧化性。吸附在 ＴｉＯ２表面的氧俘获电子形成Ｏ２－，分布在表面的ｈ＋可 以将吸附在ＴｉＯ２表面ＯＨ－和Ｈ２Ｏ分子氧化成?ＯＨ自由基，而?ＯＨ自由基的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的，能氧化大多数的有机污染物及部分无机污染物，并将其最终降解为ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等无害物质。由于?ＯＨ自由基对反应物几乎无选择性，因而在光催化氧化中起着决定性的作用。 １．２影响光催化氧化的因素 以ＴｉＯ２为例，ＴｉＯ２的粒径小，光生电子和空穴 从ＴｉＯ２体内扩散到表面的时间短，它们在ＴｉＯ２体内的复合几率减小，到达表面的电子和空穴数量多，因此光催化活性高。 此外，粒径小，比表面积大，有助于氧气及被降解有机物在ＴｉＯ２表面的预先吸附，则反应速率快，光催化效率必然增大。当颗粒大小为１～１０ｎｍ时，出 收稿日期：２００７－０１－１８ 作者简介：杨尧（１９８３￣），男，浙江大学材料与化学工程学院化工所研究生，应用化学专业。主要从事精细有机化工产品的合成与研究。 光催化氧化反应的研究进展 文章编号：１００６－４１８４（２００７）０５－００１７－０５