【摘要】 流化床系统的光催化分解水

在一种新型的、经紫外线照射的流化床反应器系统中,用铂沉积的二氧化钛(TiO2)颗粒进行光催化分解水是一种替代制氢方法。通过将流化床理论、传质效应、光学模型和所提出的寄生铂催化H2和O2反反应机理相结合的整体方法,建立了描述流化床系统分水性能的模型。使用可流态化的Pt-TiO2颗粒对该模型进行了实验验证

 

流化床分水系统的示意图如图所示。采用一个带有石英玻璃管内环的流化床反应器进行光催化水分解实验,该反应器包含一个低压汞蒸气紫外线(UV)灯(Emperon Aquatics,50 W,254 nm)和一个聚碳酸酯外反应器体。流化床反应器的环形反应区的内径为1.41厘米,外径为2.54厘米,总长度为32.76厘米,因此反应体积为0.45升。反应器的入口和出口部分的形状应避免捕获气泡,以确保准确的气体析出率。流化床与气液分离器串联(总体积为0.40升)。分离器包含一个N2气体喷射器,用于在实验运行前净化溶解气体,并作为气体扫掠器,将析出的氢和氧样品连续输送至气相色谱系统进行分析。电子质量流量控制器用于在实验运行期间保持恒定的氮气流量(50 100 cc/min)。使用配置有双热导检测器(TCD)的安捷伦7890A气相色谱仪(GC)分析产品气体样品。使用离心泵使反应溶液(2.2M Na2CO3水溶液)通过系统再循环,使光催化剂颗粒流态化。再循环流速范围为3 L/min至8 L/min,具体取决于所需的膨胀床高度、物理性质和所用光催化剂颗粒的数量。

 

 

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