早出現(xiàn)的光催化反應(yīng)釜是為在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行研究而設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。反應(yīng)釜主體為一敞開的容器，并置于磁力攪拌機(jī)上，反應(yīng)液在熒光或紫外燈的照射下反應(yīng)，燈與液面的距離可調(diào)，現(xiàn)在仍有許多研究者用這種反應(yīng)釜來評價(jià)催化劑的活性或進(jìn)行污染物降解規(guī)律的研究。目前應(yīng)用較為廣泛的光催化反應(yīng)釜是一種間歇式分批反應(yīng)釜它的特點(diǎn)是采用納米tio2粉體形成的懸漿體系。但懸漿體系大的問題是tio2難以回收，要將催化劑粉末顆粒從流動相中分離出來，一般需經(jīng)過濾、離心、混凝、絮凝等方法，因而反應(yīng)釜只能為間歇式分批反應(yīng)釜，即每處理一批就要進(jìn)行一次分離，使處理過程過于復(fù)雜，還增加了經(jīng)濟(jì)成本。因此，將催化劑固定在載體上，制成負(fù)載型光催化反應(yīng)釜已成為主要的研究方向。將tio2負(fù)載后可將其作為固定相，待處理廢水或氣體作為流動相，一般不存在后處理問題，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化處理，便于設(shè)計(jì)出各種實(shí)用化、商品化、工業(yè)化的光化學(xué)反應(yīng)釜。
采用中間配有紫外燈和石英管的不銹鋼光催化反應(yīng)釜，反應(yīng)釜底部安裝曝氣板，通過流量計(jì)調(diào)節(jié)曝氣量。將溶劑萃取后富集硫化物的fcc汽油(萃取相)加入反應(yīng)釜，加入負(fù)載型tio2催化劑，在紫外燈的照射下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，在不同時(shí)間取樣分析，測其硫含量。通過該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證此光化學(xué)反應(yīng)釜的可行性。
在此實(shí)驗(yàn)中，從光的量子性出發(fā)，考慮反應(yīng)釜的幾何構(gòu)形、光源的形狀及催化劑的表面特性、光強(qiáng)度對光化學(xué)反應(yīng)的影響，采用間歇操作反應(yīng)釜，采用浸沒式，光源位于反應(yīng)釜的軸心。
為簡化此反應(yīng)，在建立模型過程中做出假設(shè)：
1.反應(yīng)釜處于等溫穩(wěn)態(tài)操作；
2.光化學(xué)反應(yīng)在催化劑表面進(jìn)行；
3.垂直于光線傳播方向的催化劑表面為有效反應(yīng)表面；
4.忽略紫外光軸向發(fā)散和反應(yīng)物軸向擴(kuò)散，僅考慮反應(yīng)物徑向擴(kuò)散和紫外光徑向發(fā)散；
5.反應(yīng)物、催化劑和溶劑以光量子的形式吸收紫外光，且沒有積累；
6.忽略反應(yīng)產(chǎn)物和中間產(chǎn)物對紫外光的吸收；
7.忽略紫外燈衰減的影響；
8.將紫外燈簡化成一條直線并與反應(yīng)釜軸線重合。