光催化釜式連續
光催化釜式連續反應器是一種融合光催化技術與連續流反應模式的新型設備,通過整合光源調控、流體動態傳輸與催化反應體系,實現反應物的高效、連續轉化,廣泛應用于綠色化學與環境治理領域。
其核心結構包括反應釜體(通常為耐腐蝕材質如石英、鈦合金)、光源系統(紫外 / 可見 / 近紅外光源,可精準調控波長與功率)、連續進料 / 出料模塊(含計量泵與管路)、攪拌或流體擾動裝置(強化傳質)及溫控系統。部分設備還集成催化劑固定床或懸浮催化體系回收單元,適配不同反應需求。
工作時,反應物經進料泵持續注入釜體,在攪拌或湍流作用下與釜內光催化劑(如 TiO?、g-C?N?等半導體材料)充分接觸,同時光源照射引發光生電子 - 空穴對,通過氧化還原反應轉化為目標產物,產物則通過溢流或泵出方式連續排出。相較于傳統間歇式光催化反應器,其通過穩定反應環境(如恒定反應物濃度、光照強度)消除批次差異,時空產率可提升 2-4 倍。
在應用領域,該設備表現突出:有機合成中可高效實現烯烴環氧化、芳香族化合物羥基化等反應,如醫藥中間體苯甲醛的光催化氧化產率達 92%;環境治理中用于連續降解印染廢水、制藥廢水,對羅丹明 B 等污染物的降解率維持在 90% 以上,且處理量可達 5-50 L/h;新能源領域可驅動光催化水分解制氫,通過連續進料維持反應體系 pH 穩定,產氫速率較間歇式提升 30%。
其顯著優勢在于:光源與反應體系精準耦合(光能利用率達 60% 以上)、反應條件溫和(多為常溫常壓)、可通過模塊化設計實現規模化放大,且減少溶劑揮發與副產物堆積。作為連接實驗室基礎研究與工業化生產的關鍵設備,它為光催化技術的實際應用提供了高效轉化平臺,是可持續化學工藝的重要支撐。