- 环境治理
- 水处理:用于降解有机污染物(如染料、农药残留)、重金属离子(如铬、铅)及微生物,提升水质安全性。
- 空气净化:分解挥发性有机物(VOCs)、颗粒物及细菌病毒,改善空气质量。
- 土壤修复:降解农药残留和石油类污染物,恢复土壤生态功能。
- 能源转换
- 光解水产氢:通过光催化水分解生成氢气,推动清洁能源发展。
- CO₂还原:将二氧化碳转化为甲烷、甲醇等碳氢燃料,助力碳减排。
- 太阳能电池:提升光电转化效率,优化能源利用。
- 化工与材料合成
- 在温和条件下实现C-H键活化、C-C键形成等复杂反应,推动绿色合成工艺。
- 制备纳米材料、半导体催化剂等功能材料。
- 生物医学
- 抗菌抗病毒:通过产生活性氧(如羟基自由基)杀灭病原体。
- 抗肿瘤治疗:利用光催化作用靶向破坏癌细胞。
- 高效节能
- 光能直接驱动反应,能耗低(常温常压下即可运行),相比传统热催化节能显著。
- 环保性
- 无需添加化学试剂,副产物少(最终产物多为CO₂和H₂O),避免二次污染。
- 反应条件温和
- 高选择性
- 通过调整催化剂(如TiO₂、g-C₃N₄)和光源波长,可定向合成特定产物。
- 技术创新与结构优化
- 平板式反应器:光照均匀、传质效率高,支持规模化应用(如PLR-SPR系列设备)。
- 智能控制:集成pH、温度、压力等实时监测模块,提升操作精准度。
总结
光催化反应器凭借其高效、环保、多场景适用性,已成为环境修复、能源转换和绿色化工的关键技术。未来通过新型催化剂开发(如改性TiO₂、二维材料)和反应器设计优化(如阵列式平板反应器),其应用潜力将进一步释放。