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光催化氧化作为一种绿色环保的工业技术,在污水治理和有机合成等领域具有广阔的工业应用前景。但是,高效光催化反应器研究开发的滞后,成为限制光催化氧化技术走向实用化的主要因素之一。本文研制了两种多相光催化反应器,并以亚甲基蓝（MB）为模型物系,考察了两种微小反应器的光催化降解特性。研究开发了床径为1-3mm的液-固微小流化床多相光催化反应器。考察了仅在石英管内表面负载铁离子掺杂二氧化钛催化剂(Fe3+/TiO2/石英管)、仅在玻璃珠外表面负载Fe3+/TiO2催化剂(Fe3+/TiO2/玻璃珠)、以及在石英管内表面和玻璃珠外表面都负载Fe3+/TiO2催化剂等三种液-固微小流化床光催化反应器的光催化活性。结果表明:与没有加入玻璃珠的Fe3+/TiO2/石英管反应器相比,在Fe3+/TiO2/石英管内加入玻璃珠的液-固微小流化床反应器内（d1=3 mm,初始床高H0=15mm）,传质系数增大11-13倍,表观反应速率常数增大4.9倍。在石英管内加入Fe3+/TiO2/玻璃珠的液-固微小流化床内（d1=3 mm,H0=15 mm）,实验结果与动力学模型符合良好。对于不同管径的微小流化床反应器,当流化床液含率（即空隙率）为0.75时,平均光催化反应速率达到最大值。在Fe3+/TiO2/石英管内加入Fe3+/TiO2/玻璃珠的微小流化床反应器内,其降解率比前两者高5-35%。随着管径的增加,放大效应逐步显现。当玻璃珠的加入量为0 mm（空管）时,1 mm与3 mm管径床的平均反应速率Rav,I值的比值为4.5,这说明随着管径的增大,放大效应比较显著。当玻璃珠的加入量增加到H0=15 mm时,Rav,I的比值下降到1.8,这表明玻璃珠的加入在一定程度上降低了放大效应。在不同的初始床高下,1 mm与3 mm管径床的平均反应速率Rav,II值的比值稳定在1.4-1.9倍。放大效应由辐射通量密度、反应器的比表面积、传质距离和光线穿过距离的变化引起。研制了内径为3 mm的气-液微小鼓泡塔多相光催化反应器,设计的新型气体分布器可以将单个直径为1481μm的大气泡分散成许多个平均直径为432μm的微气泡,气-液两相的比相界面积从57.1 m2 m-3增加到133.5 m2 m-3。总结了草酸铁钾光量计溶液的量子效率随波长的变化规律,提出了分段测量的方法测量辐射通量。采用微分的方法建立辐射模型,得到了被吸收光的辐射通量密度在不同圆心角处的分布。通过拟稳态假设,求出了?OH的表面浓度,并建立了表面反应动力学模型,最终通过拟合得到的反应动力学参数kr、kvis和K1。与单相流时的层流相比（ReG=0,ReL=6.36）,具有多个微气泡的气-液两相鼓泡流的传质系数（ReG=0.27,ReL=6.36）增加了10倍左右。随着ReL和ReG的增大,MB在催化剂表面的浓度与液相主体浓度比值的平均值[Cs,MB/CMB]av的值会增加。随着气含率εG的增加,反应速率常数kr显著增加,εG=0.011时的kr值是εG=0时的3倍左右。与无筛网气体分布器相比,有筛网的气体分布器的传质系数增加到2倍,[Cs,MB/CMB]av的值增加了2.25%,反应速率常数kr也增加到2倍。虽然催化剂在可见光下有一定的光催化活性,但是,可见光的量子效率?ap和?ac比紫外光的要小很多。