第22卷第4期 Vd.22.No.4 2001年7月 ENVIRON MENTAL SCIENCE 2001 多相光催化水处理技术发展过程中反应器研究 的现状及发展趋势 邢核,王怡中(中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室,北京100ma:khlo@ 263,net) 摘要:根据多相光催化反应器的发展历史,将多相光催化反应器分为传统的反应器、以机理研究为目的的反应器 和以实用化研究为目的的反应器,着重介绍了以实用化研究为目的的多相光催化反应器近年来在国内外的研制 及应用情况阐明了新型多相光催化反应器的研究与设计是光催化氧化法实用化过程中需要解决的关键问题之 一,论述了目前存在的问题以及今后的发展方向 关键词:多相光催化氧化;反应器;水处理 中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:0250-3301(2001)04050123 Develop ment of the Heterogeneous Photocatalytic Reactor in Water Treat ment He Xing, Yizhong Wang( SKLEAC, Research Center for Eco Environ mental Sciences, Chinese Acade my of Sci- ences,Beijing100085,ChinaEmail:hello@263.net) Ahstract Based on the history and the functions of the heteroge nous photocatalytic reactors, three categories we re dis- cussed. The e mphasis was put on the e mploy ment of the reactors designed for the practice in recent years. It was pointed out that t he study and the design of the reactors we re one of the cores in the process of the application of the phot ocatalytic oxidation techniques, And the trend of this technology was also pre dicted ey words heteroge neous photocatalytic oxidation reactor; water treat ment 多相光催化氧化法是一种高级化学氧化技术(Ad 早出现的多相光催化反应器是为在实验室中进 raced Oxidation Processes),近年来日益引起国内外的行研究而设计的,其结构非常简单,操作也很方便反 重视它采用半导体材料(一般为锐钛矿型的TO2)作应器主体一般为一开口敞开的容器,并置于磁力搅拌 为催化剂,当能量相当于半导体禁带宽度的光照射到机上反应液在荧光或紫外灯的照射下反应,灯距液面 催化剂表面时就会激发半导体内的电子从价带(v的距离可调直到现在仍有许多研究者用这种反应器 lence band)跃迁至导带( conduction band),形成具有很来评价催化剂的活性或进行污染物降解规律的研 强活性的电子空穴对,并进一步诱导一系列氧化还原 反应的进行,从而达到去除污染物质的目的自1976 年dary发表了关于TiO2光催化氧化法应用于水中 目前应用较为广泛的多相光催化反应器是一种间 PCB化合物脱氯去毒的成果以来,有关光催化氧化法歇式圆柱型光反应器,其外部为一圆柱状的玻璃容器 在水污染治理方面应用的研究报道很多,但涉及到光容器上侧有采样口,底部有通气管作为光源的紫外汞 反应器应用的报道较少1-,本文主要对国内外近年灯垂直悬挂于容器中央,求灯外套有双层U型石英或 来有关污水处理中多相光催化反应器的研制及应用情玻璃管(称为冷阱),冷凝水由此通过用来保持反应在 况进行了较全面的总结,同时对其发展趋势作了展望 1多相光催化反应器在水处理中的研究现状 基金项目:国家自然科学基金资助项目(200004,59578015) 作者简介:邢核(1973-),男,博士研究生,主要从事光催化氧 化技术在水处理中的应用研究 1.1传统的多相光催化反应 收稿日期:200009-15多相光催化水处理技术发展过程中反应器研究 的现状及发展趋势 邢核 王怡中中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室 北京  ∞2 ¬  1 摘要 根据多相光催化反应器的发展历史 将多相光催化反应器分为传统的反应器 !以机理研究为目的的反应器 和以实用化研究为目的的反应器 着重介绍了以实用化研究为目的的多相光催化反应器近年来在国内外的研制 及应用情况 阐明了新型多相光催化反应器的研究与设计是光催化氧化法实用化过程中需要解决的关键问题之 一 论述了目前存在的问题以及今后的发展方向 1 关键词 多相光催化氧化 反应器 水处理 中图分类号 ÷ 文献标识码  文章编号 222 基金项目 国家自然科学基金资助项目  作者简介 邢核 ∗  男 博士研究生 主要从事光催化氧 化技术在水处理中的应用研究  收稿日期 22 ∆εϖελοπ µ εντ οφ τηε Ηετερογενεουσ Πηοτοχαταλψτιχ Ρεαχτορ ιν Ωατερ Τρεατ µ εντ  ÷ ≠ • ≥∞≤    ≤∞2∞√ ≥ ≤   ≥2     ≤ ∞2 ¬ 1 Αβστραχτ :   ∏ ∏ 2 ∏1 ×   ∏        1   ∏∏        ¬ ∏1    Κεψωορδσ:∏¬   多相光催化氧化法是一种高级化学氧化技术2 √ ¬ ° 近年来日益引起国内外的 重视 它采用半导体材料一般为锐钛矿型的 ×作 为催化剂 当能量相当于半导体禁带宽度的光照射到 催化剂表面时 就会激发半导体内的电子从价带√2 跃迁至导带∏  形成具有很 强活性的电子2空穴对 并进一步诱导一系列氧化还原 反应的进行 从而达到去除污染物质的目的 自  年 ≤ 发表了关于 × 光催化氧化法应用于水中 °≤ 化合物脱氯去毒的成果以来 有关光催化氧化法 在水污染治理方面应用的研究报道很多 但涉及到光 反应器应用的报道较少≈ ∗  本文主要对国内外近年 来有关污水处理中多相光催化反应器的研制及应用情 况进行了较全面的总结 同时对其发展趋势作了展望  1 多相光催化反应器在水处理中的研究现状 111 传统的多相光催化反应器 最早出现的多相光催化反应器是为在实验室中进 行研究而设计的 其结构非常简单 操作也很方便 反 应器主体一般为一开口敞开的容器 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 灯距液面 的距离可调 直到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≈   目前应用较为广泛的多相光催化反应器是一种间 歇式圆柱型光反应器 其外部为一圆柱状的玻璃容器  容器上侧有采样口 底部有通气管 作为光源的紫外汞 灯垂直悬挂于容器中央 汞灯外套有双层  型石英或 玻璃管称为冷阱 冷凝水由此通过用来保持反应在 第  卷第  期  年  月 环 境 科 学 ∞∂    ∞× ≥≤∞≤ ∞ ∂ 1 1 ∏ 