基于微结构聚合物光纤二次预制棒的光催化反应器及其在光催化方面的应用基础研究

【作者】 李冬冬； 王丽莉；

【机构】 西安光学精密机械研究所；

【摘要】 在本研究工作中,采用本实验室自行设计、制造的1.5厘米直径、547孔的微结构聚合物光纤（MPOF）二次预制棒,首先将制备好的TiO₂溶胶在一定压力作用下对MPOF二次预制棒孔洞内壁进行铺膜,随后进行一系列的真空干燥以及微波处理,使其形成具有一定光催化活性的TiO₂纳米晶膜层复合在MPOF孔洞内壁,从而制备成一种新型的具有阵列化孔道结构的光催化反应系统。这种新颖的结构化无机有机复合光催化材料,既可以作为光催化反应系统的引流室,反应器,同时又是光波导传播介质。相对于采用以陶瓷材料为材质制备的多通道光催化反应器来说,它的优势不仅仅在于能提供高的内表面积和体积比由于其本身所具有的纵向平行排列的较大数目的孔道,它本身也可以作为光波导传播的理想介质并且具备良好的光催化载体的特性。同时加入强氧化剂H₂O₂用于光催化分解有机染料的多相协同光催化反应。以有机染料罗丹明B（Rhodamine B,RB）为目标降解物,研究了罗丹明B的初始浓度及过氧化氢的浓度等因素对光降解效果的影响,对该反应器的光催化能力进行了有效验证。研究结果显示:该反应体系具有良好的光催化效率,对于本试验中的罗丹明B染料溶液初始浓度而言,光催化降解反应表现为一级反应,满足一级反应动力学方程;考察了H₂O₂浓度的影响,选择了最佳的浓度。该反应器547个孔道的内表面用于负载光催化剂,不仅增加了固-液接触面积,也提高了光的吸收效率,因而提高了光催化效率。更多还原