光催化反应器举例简介
光催化反应器的设计与应用研究进展
第 50 卷 第 4 期2021 年 4月Vol.50 No.4Apr.2021化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry光催化反应器的设计与应用研究进展徐春华，邹晓娜，张梦薇，吴文荣，唐庆杰（河南理工大学化学化工学院，河南 焦作 450000）摘 要：光催化技术在污水处理领域的广泛应用，促使光催化反应器的设计及研发日趋加快。
本文就光催化反应器及其发展史进行了概述，归纳总结了各类典型光催化反应器的优势与不足之处，着重讨论了目前研究比较普遍的管式和环式光催化反应器，以及膜组件耦合技术、磁化技术在光催化反应器设计领域的应用。
分析表明，多技术联合光催化反应器的设计与研发是未来发展的方向，对于光催化技术在环境保护领域的应用具有重要的意义。
关键词：光催化反应器；类型；膜耦合技术；磁化技术中图分类号：TQ 052； TQ 031 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2021)04-0029-04基金项目：2020年河南省高校国家级大学生创新创业训练计划项目（202010460098）通信联系人：唐庆杰（1969-），男，博士，副教授，硕士生导师，主要从事水环境材料修复与固体废弃物再生利用领域的研究。
E-mail:*****************收稿日期：2021-01-14光催化技术在有毒、有害的污染物质降解方面具有巨大的应用前景，但在实际工业和生活污水处理等方面的应用仍存在很大的局限性。
催化效率低、回收利用过程难、催化反应器造价高、光源利用成本高等问题，是造成其局限性的根本原因，事实上这些问题均与其相对应的催化反应器的设计有所关联。
本文介绍了光催化反应器的发展史，对其已有类型展开详细综述，并对目前常用的高效催化反应器进行了归纳整理和讨论。
1 光催化反应器的发展史1.1 光催化反应器1972年，日本光化学家Fujishima 和Honda [1]通过实验，得出“利用TiO 2单晶可将水光催化分解”的结论，这是世界性范围内的光催化氧化技术应用研究的开端，此后该技术在污染物降解、气体净化、杀菌消毒等方面的研究成果显著[2-3]。
光催化技术知识讲解
光催化技术应用领域
光催化循环水处理系统
万利达车用空气净化器KJ-100
纳米光催化空气消毒反应器
纳米光催化空气消毒装置加载特 点：
1. 高度消毒
2. 高效清楚化学污染。
3. 独特中央空调加载方式。
4. 消毒材料无需更换。
5. 为使用单位节约巨额能源消 耗经费。
6. 进行空气消毒时，可以人机 同在。在消毒过程中，存在两个 事实：第一， 该消毒过程为物理 消毒，完全在反应区内完成，空 气经消毒离开，不带有任何对空 气造成其他再污染的物质，属于 “自静”形式消毒；第二， 该过 程中，纳米TiO2没有任何消耗， 所以，不需要对消毒材料进行更 换。
其中，光催化分解反应机理如下：
光催化的技术特征
（1）低温深度反应： 光催化氧化可在室温下将水、空气和土壤中有机污染物 完全氧化成无毒无害的物质。而传统的高温焚烧技术则 需要在极高的温度下才可将污染物中的有机污染物，完全氧化成无毒无害的 物质，不留任何二次污染，目前广泛采用的活性炭吸附 法不分解污染物，只是将污染源转移。 （3）绿色能源： 光催化可利用太阳光作为能源来活化光催化剂，驱动氧 化—还原反应，而且光催化剂在反应过程中并不消耗。 从能源角度而言，这一特征使光催化技术更具魅力。
光触媒
光触媒[PHOTOCATALYSIS] 是 光 [Photo=Light] + 触媒(催化剂)[catalyst] 的合成词。光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以 促进化学反应的物质，光触媒是利用自然界存在的光能转换成为 化学反应所需的能量，来产生催化作用，使周围之氧气及水分子 激发成极具氧化力的 OH - 及 O 2 - 自由负离子。几乎可分解所 有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，不仅能加速反 应，亦能运用自然界的定侓，不造成资源浪费与附加污染形成。
光催化反应的机理及应用研究
光催化反应的机理及应用研究光催化反应即利用光能和半导体材料的特性来进行化学反应，在研究和应用领域已经成为一个非常热门的领域。
光催化反应具有易于实现、环境友好、反应速率快等优势，极大地推动了现代化学科学的进展。
本文将探讨光催化反应的机理原理，以及在制备污水处理和有机物分解领域的应用研究。
一、光催化反应的机理原理光催化反应的核心是半导体催化剂的催化作用，即光生电子与空穴在半导体中的运动和间接带的电荷转移。
在半导体催化剂的表面，通过光子激发，光生载流子被产生出来，这些载流子可以穿过溶液或气体相，从而发起催化反应。
在这里，我们简单介绍一下光催化反应的原理。
在光催化反应中，光子在物质中传播，相互作用和反应。
在半导体催化剂表面上，光子被吸收后将光能转化为电子能量，并被激发成一个电子。
这个电子能够氧化空气中的H2O，从而形成OH官能团。
同时，也能脱除溶解在水中的一些有机污染物分子中的电子，从而形成碳中间体，最终这些有机物会转化为CO2和H2O。
这样的光学反应一般分为如下几个步骤：1、激活带的产生：在光催化剂表面上，光子能够激发出载流子，这些载流子分为电子和空穴。
在光照下，电子和空穴不能被回收，开始在催化剂表面运动。
2、电子孔对的形成：当处于光照状态下时，相邻的电子和空穴可以在半导体表面发生相互作用和复合，从而形成电子孔对。
3、活性氧的生成：电子和孔在半导体表面相互作用，形成一些活性的化学物质，其中包括活性氧分子等，这些物质十分容易在水中攻击其他有机物质和无机物质。
4、有机废物降解：因为活性氧和其他化学物质的存在和作用，一些有机物的能量级会被提升，从而展开化学反应，最终被降解、去除。
二、光催化在污水处理方面的应用现代城市和工业化进程中存在大量由各种化学物质和有机物污染造成的废水，这些废水污染严重影响到环境保护和人类的健康。
光催化技术应运而生，成为一种高效、低成本的废水处理技术。
光催化处理废水技术中，对催化剂的选择尤为关键，开发和制备出高效催化剂具有重要意义。
光催化氧化法简介
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。
光催化技术的原理及应用
光催化技术的原理及应用引言光催化技术是一种利用光能激发物质反应的技术，通过光催化剂吸收光能激发电子，并与其它物质进行反应，从而实现一系列的化学过程。
本文将介绍光催化技术的原理和其在环境治理、能源生产以及材料科学等领域的应用。
光催化技术的原理光催化技术利用光能激活催化剂，从而促进物质的转化和反应。
光催化过程主要有以下几个关键步骤：1.光吸收：光催化剂吸收光能，跃迁到激发态。
催化剂的电子从基态跃迁到激发态时，吸收了光子的能量。
2.电子输运：激发态的催化剂通过电子输运链进行电子传递，将激发态的电子输运到反应区域。
3.氧化还原反应：激发态的电子与物质发生氧化还原反应，从而促进物质的转化和反应。
常见的反应包括光解水、光催化降解污染物等。
光催化技术的原理基于上述关键步骤，通过激活催化剂的电子，从而促进化学反应的进行。
光催化技术具有高效、环境友好、可控性高等优点，因此在许多领域得到了广泛应用。
光催化技术在环境治理中的应用光催化技术在环境治理领域发挥着重要作用，特别是在空气和水污染治理中。
以下是光催化技术在环境治理中的几个应用案例：1.空气净化：光催化技术可以利用催化剂吸附和分解空气中的有害气体，如二氧化氮、甲醛等。
通过将光催化剂涂覆在建筑材料表面或制备成光催化过滤器，可以有效净化室内和室外空气。
2.水污染治理：光催化技术可以通过光解水、光催化氧化等反应来消除水中的有机物、重金属等污染物。
将光催化技术应用于水污染治理可以高效地去除各类有害物质，提高水质。
3.种植光催化材料：在城市建设中，可以利用光催化材料种植植物和藻类，通过光催化作用，可以提高植物和藻类的光合作用效率，减少二氧化碳排放，改善城市生态环境。
光催化技术在能源生产中的应用光催化技术也在能源领域展现出广阔的应用前景，下面是光催化技术在能源生产中的几个实际应用：1.光催化水裂解制氢：通过将光催化剂与水接触，利用光催化原理将水分解成氢气和氧气。
这种方法可以以可再生能源为驱动，实现低成本、高效率的氢气生产，为新能源的开发提供支持。
光催化的原理以及应用简介
光催化的原理以及应用简介1. 原理介绍光催化是一种利用光能进行化学反应的技术。
其基本原理是通过光催化剂吸收光能，将光能转化为化学能，从而促进化学反应的进行。
光催化反应主要依赖于光催化剂表面的光生电荷的产生和迁移。
主要的光催化剂包括金属半导体纳米材料、有机无机杂化材料等。
当光催化剂吸收光能后，产生的电子-空穴对可以迁移到表面上与溶液中的物质发生反应。
具体来说，光生电子可以参与氧化反应，而光生空穴则可以参与还原反应。
2. 光催化的应用2.1 环境治理光催化在环境治理方面有着广泛的应用。
通过光催化反应，可以将有机污染物、有害气体等转化为无害的物质，达到净化环境的目的。
例如，光催化可以用于污水处理，通过光催化剂催化分解有机物质，实现废水的净化。
同时，光催化还可以用于空气净化，通过光催化剂催化降解空气中的有害气体，如甲醛、苯等。
2.2 能源转化光催化在能源转化领域也有着重要的应用。
光催化技术可以利用太阳光等可再生能源进行催化反应，将光能转化为化学能。
典型的应用包括光催化水分解产氢和光催化CO2还原合成燃料等。
通过光催化技术，可以实现低成本、高效率的能源转化过程，将太阳能等可再生能源转化为可储存和利用的燃料。
2.3 医疗应用光催化在医疗领域也有一定的应用潜力。
例如，光催化剂可以用于杀灭细菌和病毒。
通过将光催化剂应用于医疗设备表面或医院环境中，可以有效地杀灭细菌和病毒，提高空气和表面的卫生状况，减少传染病的传播。
2.4 光催化材料的应用除了上述应用之外，光催化还有其他一些应用领域。
光催化材料可以应用于燃料电池、光电池等能源领域，用于提高能源转化效率。
此外，光催化材料还可以用于光学存储、光敏材料等领域，具有很大的应用潜力。
3. 总结光催化是一种利用光能进行催化反应的技术，通过光催化剂的光生电子和空穴的产生和迁移，实现化学反应的促进。
光催化在环境治理、能源转化、医疗应用等方面有着广泛的应用。
光催化剂可以用于污水处理、空气净化等环境治理领域；可以用于光催化水分解产氢、光催化CO2还原合成燃料等能源转化领域；可以用于杀灭细菌和病毒等医疗应用。
光催化技术的原理与应用
光催化技术的原理与应用1. 前言光催化技术是一种利用光照和催化剂的化学反应技术，具有高效、无污染和可再生等特点。
近年来，光催化技术在环境净化、能源转换、有机合成等领域得到广泛应用。
本文将介绍光催化技术的原理和应用，以及当前的研究和发展动态。
2. 光催化技术的原理光催化技术的原理是利用光照激发催化剂表面的电子或空穴，并参与化学反应。
其中，光催化反应的关键步骤主要包括光吸收、电荷分离和活化吸附等过程。
2.1 光吸收在光催化反应中，催化剂表面的半导体晶体或分散态颗粒可以吸收光的能量。
这些光能被电子吸收，使得电子由基态跃迁到激发态，形成激子。
2.2 电荷分离激子的形成使得电子和空穴在催化剂表面分离。
这种电荷分离是光催化反应发生的先决条件。
在光照下，电子和空穴在催化剂表面的传输和迁移可以促使催化反应的进行。
2.3 活化吸附光照下，光激发的电子和空穴与反应物发生活化吸附。
这种活化吸附使得反应物在催化剂表面容易断裂键和形成新键，从而促进化学反应的进行。
3. 光催化技术的应用光催化技术的应用涉及多个领域，主要包括环境净化、能源转换和有机合成等。
3.1 环境净化光催化技术在环境净化中具有广泛的应用前景。
通过光催化反应，可以有效降解和去除有机污染物、重金属离子和有害气体等。
同时，光催化技术还可以应用于水处理、空气净化和废气治理等领域。
3.2 能源转换光催化技术在能源转换中也具有重要的应用价值。
通过光催化反应，可以将太阳能转化为化学能或电能，如光电池和人工光合作用等。
这种能源转换技术不仅可以满足能源需求，还可以减少对传统能源的依赖，促进可持续发展。
3.3 有机合成光催化技术在有机合成中起到了重要的作用。
通过光催化反应，可以实现有机化合物的选择性合成，提高合成效率和减少副产物的生成。
这种有机合成方法具有环境友好、高效快速的优点，对于药物合成、精细化学品制备等具有重要意义。
4. 光催化技术的研究和发展动态光催化技术的研究和发展一直备受关注，有许多前沿的研究和应用进展。
光催化氧化技术
H 2 O 2 h 2 OH
Organ HO O 2 CO 2 H 2 O 其他产物
e O2 O2
O2 H
M
n
( 金 属 离 子 ) ne M
HO 大于半导体禁带宽度，其价带上 的电子（e- ）就会被激发到导带上，同时在价带上产生空穴 （h+）。当存在合适的俘获剂、表面缺陷或者其他因素时， 电子和空穴的复合得到抑制，就会在催化剂表面发生氧化-还 原反应。价带空穴是良好的氧化剂，导带电子是良好的还原 剂，在半导体光催化反应中，一般与表面吸附的H2O，O2反 应生成•OH和超氧离子O2- ，能够把各种有机物直接氧化成 CO2 、H2O等无机小分子，电子也具有强还原性，可以还原 吸附在其表面的物质。 激发态的导带电子和价带空穴能重新合并，并产生热能或其 他形式散发掉。
缺点：对反应器的构型、设备的材质、加热及进料方式 等均有很高的要求。
◎ 液相法
优点：合成温度低、设备简单、成本低。
缺点：颗粒大小、形状不均，分散性差，影响产品的使 用效果和应用范围
粉体TiO2光催化剂的制备方法
1. 水解法 利用钛醇盐（钛酸丁脂）能溶于有机溶剂并发生水解 生成氢氧化物或氧化物的特性制备纳米TiO2——最简 单的方法。 2. 沉淀法 普通沉淀法以TiCl4 、Ti(SO4)2 等无机盐为原料，用氨 水、NaOH和Na2CO3等碱性物质沉淀。
生相互作用，有利于电子-空穴对的分离；⑤利用吸附剂类
载体可增加对反应物的吸附，提高催化剂的光催化活性， 同时实现吸附剂类载体的再生；⑥用载体将光催化剂固定，
便于制成各种形状的光催化反应器。
TiO2光催化剂的制备方法
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天津大学 化工学院 09化工一班 王一斌 3009207018 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 天津大学 化工学院 09化工一班 王一斌 3009207018 前言 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( TiO2) 光催化反应器 废水处理 天津大学 化工学院 09化工一班 王一斌 3009207018 正文 一，光催化反应机理 当能量大于催化剂（TiO2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H2O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O2发生作用生成HO2·和O2-·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：
),(22heTiOhvTiO
hvheathe HOhOHads
HHOhOH
ads2
22OOe 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：
OHDDHO2
AAe
DDh
二，光催化反应器的类型 利用TiO2 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TiO2 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，天津大学 化工学院 09化工一班 王一斌 3009207018 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。
2.1流化床光催化反应器 该类反应器以纯TiO2 或者是负载型TiO2 颗粒粉末为光催化剂， 形成悬浮液， 光催化降解效率高，但存在光催化剂的回收利用问题。一种是三相内循环流化床光催化反应器。反应器最里边的石英套管中放置紫外光源；中间是气、固、液三相升流区，外层是降流区；反应器底部安装环状曝气头，驱使流体夹带固体催化剂在两区之间循环流动。顶部放大段形成缓冲区，使气、固、液分离， 处理后的上清液流出反应器。另一种是循环式浆态光催化反应器，其内置有石英套管， 中心放置紫外灯， 若将反应器的上、下循环口堵住，即形成普通鼓泡床式光催化反应器。与传统的搅拌式和鼓泡床式浆态光催化反应器相比，循环式光催化浆态床反应器能更好地改善催化剂和废水的混合效果以及提高光利用率， 并与气流量关系不大，从而能更有效降解有机污染物。
2.2液膜型光催化反应器 该类反应器通过装置中的部件在光催化反应器内形成液膜，强化传质和光的吸收，提高光催化降解效率。一种是半圆形反应器，TiO2 粘结固定于转盘表面， 转盘垂直放置于反应器的中部， 一部分浸没在反应液中，一部分暴露于空气中。当转盘转动时，反应液被带到转盘上形成一层水膜，水膜的厚度可通过转速来调节。实验表明，光催化降解五氯酚( PCP )，反应350 h 后，PCP 的去除率可达90%。另一种是转筒式负载膜光催化反应器，将TiO2 负载在转筒内壁上，被处理液可在旋转的反应壁上形成厚度可调的薄层液膜，增加了催化剂、反应物和光子之间的接触面。结果表明，该反应器性能优良，在较宽的运行条件下皆能达到较高的染料脱色率，且拥有优于淤浆床光催化反应器的水处理能力。
2.3光催化与膜分离一体化反应器 悬浮液光催化反应完毕后经膜分离(如超滤、纳滤、微滤、渗析和膜蒸馏等)均能有效分离回收光催化剂颗粒，但由于采用膜分离，必然提高了处理成本。 2.3.1光催化与超滤一体化反应器 光催化超滤反应器，其光催化反应单元混合液出水被分为两部分： 一部分回流到光催化反应单元中部，可起到减轻石英套管表面污染作用，保证紫外灯的透过率；另一部分混合液被泵压至超滤膜分离单元，纳米TiO2 浓缩液回流到光催化反应单元，出水从透过液出口流出。结果表明，光催化超滤反应器对染料酸性胡兰废水有很好的降解效果。 2.3.2光催化与渗析一体化反应器 新型结合膜与光催化的反应器(MPR )，试验所用膜由2种类型的模块组成， 分别是由聚丙烯腈或聚砜制成的中空纤维和由赛璐玢制成的平板框。MPR 不但可以过滤粒子，还可以不用跨膜压力就将2-4二羟基苯甲酸从污水中分离。 2.3.3光催化与纳滤一体化反应器 悬浮型光催化纳滤膜反应器耦合聚酰胺复合纳滤膜，该纳滤膜能抵抗长时间连续操作过程中光催化剂悬浮体系对其所造成的冲蚀损害；每次使用后，纳滤分离膜通过用水反冲洗方式清洗，直至其清水膜通量恢复至初始值时止。处理H 酸天津大学 化工学院 09化工一班 王一斌 3009207018 废水效果优良，130 min 可使污染底物彻底转化，矿化效率达70% 以上，较悬浮型光催化反应器缩短反应时间20 min，且大幅提高污染物矿化度。 2.3.4光催化与微滤一体化反应器 与光催化和其它膜分离形成独立两部分不一样，光催化微滤反应器可以分成独立的两部分，也可以是一个整体。一种陶瓷膜分离集成反应器由紫外灯、石英冷阱和陶瓷微滤膜组成，冷阱与紫外灯置于膜管内；膜的光反射作用使TiO2 光催化剂更易吸收紫外光。甲基橙光催化反应结果表明，体系中TiO2微粉的截留率达99. 9% ，反应一个周期后甲基橙脱色率达到10% ，高于圆柱式反应器，催化剂回收率高，且渗透通量基本稳定，光催化反应速率常数随着操作压力的增大而减小。 2.3.5光催化与膜蒸馏一体化反应器 一种采用光催化和膜蒸馏联合处理三种偶氮染料水溶液，有机物降解和分离同时同地进行可以缩小装置。处理5 h以后，无论TiO2用量多少，不影响透过通量，蒸馏液浊度类似于超纯水，TOC浓度、电导率和TDS 量分别不超过
LCmg/2.1， cms/2.2和1. 4mg /L。由于膜蒸馏不会出现明显的膜垢， 因此
要优于其它加压膜分离(如微滤、超滤、纳滤等)过程。 2.4固定式填充复合床光催化反应器 该类反应器将光催化剂固定在容器壁或合适的载体上， 然后将其固定在反应器中， 避免了光催化剂的分离、回收及重复利用问题， 但通常存在光催化剂量小及比表面小等问题。 2.4.1玻璃片式光催化反应器 固定式填充床光催化反应器由配水区、反应区、紫外光源等部分组成。在反应器中放置已负载TiO2薄膜光催化剂的普通玻璃片载体、石英螺旋圈载体和石英套管；紫外光源置于石英套管中。反应器底部设有水泵循环系统，以保证反应器中的水流混合均匀和光催化反应所需要的溶解氧。选择反应器合理的形状结构， 有利于增加反应区的有效反应容积，可以较大的提高反应器的降解效率。 2.4.2石英管式光催化反应器 迷宫式光催化反应器由7根石英管组成，光催化剂被固载到石英管中，管的两端用铝箔包裹，而石英管安放到塑料管里。研究表明，该装置能够有效降解偶氮类染料酸性红18。 2.4.3平板式反应器 平板式反应器由两端带槽的硬有机玻璃制成，玻璃板上涂有TiO2粒子膜，它与水平面的夹角可以调节，玻璃片上方10 cm 处悬有紫外光源，液体通过溢流在方形板表面形成液膜，与被激活的光催化剂TiO2作用，达到降解的目的。光催化降解D iuron，污染物浓度迅速下降，最后达到完全降解。 2.4.4玻璃纤维式光催化反应器 一种以结构简单、光能利用率高的复合抛物面采光板为采光元件，以采用溶胶凝胶法负载在比表面大、化学性质稳定的玻璃纤维网上，制得高活性TiO2固定催化剂制作催化组件。由于固定化催化剂活性良好、装填结构合理，降解苯酚表观量子产率可以达到相同结构悬浆催化体系反应器的1 /2。 2.4.5弥散光纤式光催化反应器 一种基于弥散光纤负载的纳米TiO2光催化反应器，弥散光纤光催化表面积