促进光催化技术实用化的级配式光催化阵列反应器基础研究

基本信息
批准号:21676168
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:蒋炜
学科分类:
依托单位:四川大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王雅博,朱英明,田文,曾娅,张婷婷,曾琦荟,郑晗骁,毕娜
关键词:
光催化阵列反应器光反应器级配大数据
结项摘要

Photocatalysis technique is promising for future but its application for industry is unpractical. Developing a new photocatalysis process based on present photocatalyst performance is the precondition of photocatalysis technique large-scale application, and photocatalysts separation, technology universality, and photoreactor design are the key problems. By introducing engineering methods into fundamental photocatalysis research such as hierarchical porous structure, functionalized photocatalyst support, gradation technology, structured array reactor, and big data of photocatalyst performance, it is feasible to develop a structured bead array photoreactor with graded photocatalysts, and promote the industrial practicability of photocatalysis technique. Among them, the influence of hierarchical porous structure to photocatalytic reaction, the multi-factor interaction of complicated wastewater in photo-degradation process, and the particularity of light in design of photoreactor are the key points to realize the proposal. It is helpful to effectively intensify the performance of photocatalysts by preparing functionalized glass beads with hierarchical porous structure as photocatalyst support, investigating the influence of hierarchical porous structure in glass bead to photocatalysis process and the interaction between glass support and loaded photocatalysts. Practical big data and gradation model of photocatalysts can be built by systematically studying the photo-decomposition mechanism of typical pollutants in aqueous solution and determining the interactive influence mechanism of industrial wastewater in photo-degradation process. Exploring the intensifying mechanism of structured bead array to photocatalysis process and determining the influence of light irradiation can implement the performance enhancement of photoreactor, accelerating the large-scale application of photocatalytic process.

光催化氧化技术前景广阔但实际应用困难,开发基于现有光催化剂性能的光催化工艺是其规模应用的前提,光催化剂分离、工艺通用性和反应器设计是关键问题。将工程手段引入光催化基础研究,通过多级孔道、功能化载体、级配技术、阵列结构和性能大数据结合构建级配式光催化阵列反应器是促进光催化技术实用化的可行方法,多级孔对光催化反应影响、复杂废水光降解多因素机制和光反应器设计中光照的特殊性是关键。制备具多级孔的功能化玻璃珠载体负载光催化剂,研究多孔玻璃珠内通道结构对光催化氧化过程的影响规律和玻璃基光催化剂载体与负载光催化剂相互作用,实现负载光催化剂性能强化;考察代表性污染物光催化分解机理,明确复杂废水光催化氧化的多因素影响机制,构建面向实用化的光催化性能大数据和级配模型;研究珠串阵列结构对光催化过程的强化机理,明确光照的影响规律,实现光催化反应器性能强化,推动光催化氧化技术规模应用。

项目摘要

光催化氧化技术前景广阔但实际应用困难,开发基于现有光催化剂性能的光催化工艺是其规模应用的前提,光催化剂分离、工艺通用性和反应器设计是关键问题。将工程手段引入光催化基础研究,通过多级孔道、功能化载体、级配技术、阵列结构和性能大数据结合构建级配式光催化阵列反应器是促进光催化技术实用化的可行方法。通过工业催化剂模板法制备具微纳米多级孔玻璃微球实现了主要光催化剂负载,明确了该结构对光催化反应的强化机制和对光催化剂负载影响;针对典型复杂废水,采用光催化核心进行多手段耦合实现成功降解,并以工业乳化废水为典型构建了面向实用化的光催化剂性能大数据和级配模型,通过预测实现废水治理达标;将级配模型与玻璃珠负载光催化剂结合成功构建了珠串式级配光反应器,并建立了一套可用于典型的染料混合废水处理的实验室装置,结合通用强化手段实现太阳光下复杂废水治理过程预测与降解,为通用性光催化治理废水工艺提供了可用策略和可参考范例,实现光催化反应器性能强化,推动光催化氧化技术规模应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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