一种光催化装置中多物理场分布规律的分析方法及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种分析光催化装置中多物理场分布规律的方法及应用，利用泰勒‑库艾特涡流原理构建三维反应器模型，通过ANSYS‑Fluent模拟反应器内碳点/氯氧化铋光催化降解罗丹明B过程，建立了一个包含了光场、流场、离散相和反应场的综合CFD模型。与实验相结合，采用该综合CFD模型对不同操作条件下的降解效率进行模拟预测。本发明专利技术使用的数值模拟方法降低了反应器设计的成本，揭示了反应器内部多个物理场之间的关系，为光催化提供了工程指导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光催化反应器的设计领域，具体是一种光催化装置中多物理场分布规律的分析方法及其应用。

技术介绍

1、自从光催化概念被提出以后，光催化技术在清洁能源和环境治理等领域得到了显著的认可，并且它具有操作简单方便，用于光催化的半导体材料不仅便宜还有易于获取等优点。尽管这项技术具有巨大的应用价值，但它受到半导体光催化材料和光催化反应器的限制使其工业化发展受阻。半导体光催化材料已经被人们进行了充分地研究了，其中二氧化钛作为常规的光催化剂只能响应紫外光且量子效率低，而碳点/氯氧化铋同样作为广泛使用的光催化材料因其具有独特的分层结构使得它的光响应区域扩充到了可见光范围。因此，选择碳点/氯氧化铋材料对传统污染物罗丹明b进行光催化降解具有代表性，并减少了对另一个光催化技术发展受阻因素研究时产生的影响。

2、在光催化反应器研究时常缺乏对光场和光催化材料分布情况的了解，从而难以提高量子效率以及传质效率。传统光催化反应器如固定化反应器和流化床反应器无法兼顾光子传输效率和传质效率，并且给光催化材料和被处理的有机污染物之间的反应接触时间很少，因此亟需开发新型光催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种光催化装置中多物理场分布规律的分析方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的光催化装置中多物理场分布规律的分析方法，其特征在于，所述步骤S1中，t时刻下罗丹明B的剩余浓度Ct(mg/l)通过标准方程得到，Ct＝9.64AU，其中AU为t时刻下的吸光度，标准误差为99.97％，表观速率常数kr采用拟一级反应速率方程得到，

3.根据权利要求2所述的光催化装置中多物理场分布规律的分析方法，其特征在于，步骤S1中罗丹明B在光催化材料的光催化条件下的降解效率D％通过方程：得到，其中C0为罗丹明B初始浓度。

4.根据权利要求1所述的光催化装...

【技术特征摘要】

1.一种光催化装置中多物理场分布规律的分析方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的光催化装置中多物理场分布规律的分析方法，其特征在于，所述步骤s1中，t时刻下罗丹明b的剩余浓度ct(mg/l)通过标准方程得到，ct＝9.64au，其中au为t时刻下的吸光度，标准误差为99.97％，表观速率常数kr采用拟一级反应速率方程得到，

3.根据权利要求2所述的光催化装置中多物理场分布规律的分析方法，其特征在于，步骤s1中罗丹明b在光催化材料的光催化条件下的降解效率d％通过方程：得到，其中c0为罗丹明b初始浓度。

4.根据权利要求1所述的光催化装置中多物理场分布规律的分析方法，其特征在于，所述步骤s3中udf程序包括气相和液相体积分数，光催化反应的反应速率及产物的质量分数。

5.根据权利要求1所述的光催化装置中多物理场分布规律的分析方法，其特征在于，所述步骤s3中设置边界条件：

6.根据权利要求1所述的光催化装置中多物理场分布规律的分析方法，其特征在于，所述步骤s3中多相流模型采用欧拉-欧拉两相流模型，湍流模型采用k-ε模型，辐射模型采用do模型，通过解决辐射传输方程：其中e为t时刻下光催化材料吸收的光载流子的辐射强度，κλ、σλ和φλ是光催化材料波长...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜伟城，王畅，施伟东，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：