Waarom kiezen voor een kwartsfotokatalysator?

   Kwarts fotokatalytische reactoren zijn de kernapparatuur geworden voor fotokatalytisch onderzoek, industriële productie en milieubeheer, dankzij de unieke materiaaleigenschappen van kwartsglas van hoge zuiverheid en het structurele ontwerp dat is geoptimaliseerd voor fotokatalytische reacties. In tegenstelling tot reactoren van gewoon glas, plastic of metaal, voldoen kwarts fotokatalytische reactoren perfect aan de strenge eisen van fotokatalytische processen voor lichttransmissie, chemische stabiliteit, thermische prestaties en reactieomgeving, en zijn ze de ideale drager voor efficiënte, stabiele en groene fotokatalytische reacties. De belangrijkste redenen voor de keuze van kwarts fotokatalytische reactoren zijn als volgt:

   1. Ultra-hoge lichtdoorlatendheid, maximalisatie van de fotonbenuttingsgraad
De meest kritische eis voor fotokatalytische reacties is de efficiënte penetratie van lichtenergie om katalysatoren te exciteren en actieve vrije radicalen te genereren. Kwartsglas van hoge zuiverheid (JGS1/JGS2-kwaliteit) dat wordt gebruikt in kwarts fotokatalytische reactoren, heeft uitstekende optische prestaties:
Het heeft een breed spectraal transmissiebereik, dat 180 nm~2500 nm (JGS1) en 220 nm~2500 nm (JGS2) omvat, met een zichtbare lichttransmissie van meer dan 80% en een ultraviolet lichttransmissie van meer dan 75%. Het kan ultraviolet, zichtbaar en nabij-infrarood lichtbronnen die veel worden gebruikt in fotokatalyse (zoals UV-lampen, xenonlampen, LED-lichtbronnen) volledig doorlaten.
De kwarts holte heeft een gladde binnenwand en kan worden ontworpen met een lichtreflectiestructuur, die meervoudige reflecties van licht in de reactor realiseert, waardoor fotonverlies effectief wordt verminderd en de contactkans tussen lichtenergie en de katalysator wordt vergroot, en de fotonbenuttingsgraad met meer dan 30% wordt verhoogd in vergelijking met gewone glasreactoren.
Geen lichtabsorptie en -verstrooiing veroorzaakt door onzuiverheden, wat zorgt voor de uniformiteit van het lichtveld in de reactor en de consistentie van de fotokatalytische reactie op elke positie.

   2. Uitstekende chemische stabiliteit, aanpassing aan complexe reactiesystemen
Fotokatalytische reacties omvatten vaak sterke oxiderende stoffen (zoals hydroxylradicalen ·OH, superoxide radicalen O₂⁻) en complexe reactieomgevingen zoals sterke zuren, sterke basen en organische oplosmiddelen. Kwartsglas heeft extreem stabiele chemische eigenschappen, wat ver superieur is aan gewone materialen:
Het is onoplosbaar in elk zuur (behalve fluorwaterstofzuur) en elke base bij kamertemperatuur en hoge temperatuur, en reageert niet met sterke oxiderende, reducerende stoffen en diverse organische oplosmiddelen in het fotokatalytische systeem, waardoor de contaminatie van reactieproducten en de deactivering van katalysatoren veroorzaakt door het oplossen van reactormaterialen wordt vermeden.
Het kan de corrosie van actieve vrije radicalen die tijdens het fotokatalytische proces worden gegenereerd weerstaan, en de holte is niet gemakkelijk te verouderen en te beschadigen, wat zorgt voor de langdurige stabiele werking van de reactor en de vervangingskosten van apparatuurcomponenten vermindert.
Het kwarts materiaal van hoge zuiverheid (metaal onzuiverheidsgehalte ≤80 ppm voor JGS2, ≤5 ppm voor JGS1) heeft geen onzuiverheid neerslag tijdens het reactieproces, wat bijzonder geschikt is voor fotokatalytische synthese met hoge precisie en experimenteel onderzoek met strikte eisen aan de productzuiverheid.

   3. Superieure thermische prestaties, aanpassing aan temperatuurveranderingen in fotokatalytische reacties
Fotokatalytische reacties (vooral industriële reacties) genereren een bepaalde hoeveelheid reactiewarmte, en temperatuurveranderingen beïnvloeden de reactiesnelheid en katalysatoractiviteit. De uitstekende thermische eigenschappen van kwartsglas zorgen ervoor dat de kwarts fotokatalytische reactor zich aanpast aan de thermische kenmerken van fotokatalytische reacties:
Het heeft een extreem lage lineaire uitzettingscoëfficiënt (5.5×10⁻⁷/℃), wat slechts 1/15~1/20 is van gewoon glas. Het zal geen duidelijke thermische uitzetting en krimp vertonen tijdens het verwarmings- en koelproces van de reactie, en er is geen risico op scheuren van de holte en luchtlekkage veroorzaakt door thermische spanning.
Het heeft een uitstekende weerstand tegen thermische schokken, die drastische temperatuurveranderingen van hoge temperatuur (boven 1000℃) tot kamertemperatuur kan weerstaan, zelfs in koud water, en is geschikt voor fotokatalytische reactiesystemen met intermitterende werking en grote temperatuurschommelingen.
Het smeltpunt van kwartsglas is zo hoog als 1730℃ en de langdurige werktemperatuur is tot 1200℃. Het kan de lokale hoge temperatuur die wordt gegenereerd in de fotokatalytische reactie weerstaan, en de holte zal niet verzachten, vervormen of smelten, wat de structurele stabiliteit van de reactor garandeert.