光化學反應器的原理及組成

　　光化學反應器是一種利用光催化劑在光照下催化化學反應的設備。它將光能轉化為化學能，可以用于水處理、空氣凈化、有機污染物降解等領域。其原理是利用光催化劑吸收光能，產生激發態電子和空穴。這些激發態電子和空穴可以參與氧化還原反應，從而降解目標物質。
 

　　一、氯化氫輸送裝置
 

　　純態氯化氫對不銹鋼和哈氏合金無害，然而當水分量上升到10ppm以上時，就會發生嚴重的腐蝕。因此，需要絕對干燥的條件來防止設備的腐蝕。
 

　　作者將實驗裝置分為干區和濕區，干區作為氯化氫氣體輸送裝置，濕區作為反應裝置，避免了腐蝕。
 

　氯化氫輸送裝置

 

　　為了防止濕氣進入裝置，所有接頭均為世偉洛克VCR型，管道使用了¼” 尺寸的不銹鋼管道。一個氮氣瓶壓力設置為40Bar，用于系統的啟動和關閉。另外兩個氮氣鋼瓶壓力設置為15Bar，用于實驗時對系統進行持續吹掃，以防止水分擴散到質量流量控制器中。并且在輸送裝置的最后一個閥門之后添加了一個內徑為250μm的2m長的不銹鋼尾管 。
 

　　為了加強水分子從管道表面的解吸，作者安裝了一條真空管線。在開始操作和拆卸裝置之前，采用了循環真空吹掃程序。
 

　　一個基本的光化學反應器主要由反應室、光源、反應介質以及光催化劑等組成。
 

　　其中，反應室通常采用玻璃或者石英材料制成，以便于光線透過并對反應物進行照射。它可以是任意形狀的容器，如圓柱形、方形或長條形等，具體形狀取決于反應需要。反應室內的反應介質可以是液體、氣體或固體，根據不同的反應需要選擇不同的介質。此外，反應室還需要提供通風裝置，以控制反應氣體的流動和溫度。
 

　　光源是反應器中非常關鍵的組成部分之一，它提供能量以促進光催化劑的激發。常用的光源有紫外線燈、熒光燈、激光等。其中，紫外線燈是最常見的光源，因為它可以提供足夠的紫外線輻射來激發光催化劑。此外，激光也可以用于一些特殊的反應，因為它可以提供高度聚焦的光能。
 

　　光催化劑則是重要的組成部分之一，其選擇和使用對反應結果至關重要。目前使用得比較廣泛的光催化劑有二氧化鈦(TiO2)、氧化鐵(Fe2O3)、鹵化銅(CuX)等。這些催化劑的選擇取決于反應的性質和需要，例如反應介質、目標物質種類等。
 

　　除了以上基本組成部分，光化學反應器還可能包括其他附加裝置，如循環系統、控制系統、傳感器等，以實現更加精細的反應調節和檢測。
 

　　總之，光化學反應器是一種基于光催化劑的化學反應設備，可用于水處理、空氣凈化、有機污染物降解等領域。其組成包括反應室、光源、反應介質和光催化劑等，其中光催化劑的選擇和使用對反應結果至關重要。