PLR MSCRD-I 多场协同催化降解有机污染物装置

一、产品概述

PLR MSCRD-I 多场协同催化降解有机污染物装置由北京泊菲莱科技有限责任公司研发，是一套集光场、电场、热场和磁场调控于一体的液固相催化研究平台。

装置可根据实验需求独立启用光、电、热、磁中的任一物理外场，也可进行多场组合调控。系统同时集成连续流气液输送、产物后处理、运行参数采集和安全保护等功能，可用于催化剂筛选、催化性能评价、反应参数优化及多场耦合机理研究。

二、工作原理

1. 光场调控

采用PLS 300W氙灯光源，可根据实验需要输出模拟太阳光或特定波段光。光线经石英玻璃导光柱导入反应区域，激发催化剂产生电子—空穴对及活性自由基，用于有机污染物的氧化降解与矿化研究。

2. 电场调控

电解系统可对电极施加0～30V电压和0～10A电流，支持恒压或恒流控制。通过直接电化学氧化或生成活性中间体，研究电场对污染物降解效率及反应路径的影响。

3. 热场调控

温控系统采用PID控制方式，温度调节范围为室温～100℃，控制精度为±1℃。通过改变反应温度，可开展催化反应动力学、热活化及光热、电热协同效应研究。

4. 磁场调控

磁场系统由6块N52强磁铁、DT4纯铁导磁板、高精度直线导轨及步进电机组成。滑台行程为150mm，位置控制精度为0.1mm，可通过调节磁体间距改变反应区域的磁场强度，研究磁场对电子转移、电子自旋及催化反应路径的影响。

三、产品特点

1. 光、电、热、磁多场协同

四种物理外场集成于同一实验平台，可单独运行或任意组合，有助于减少多台设备拼接带来的接口匹配和实验重复性问题。

2. 模块化光电催化反应器

支持50×50mm和100×100mm两种规格电解槽，可根据催化剂用量和实验规模灵活选择。反应器采用钛合金端板、PEEK流道板和石英玻璃光窗，具有较好的耐腐蚀性能。

3. 连续流气液输送

气路采用质量流量控制器和背压阀，可调节气体流量及系统压力；液路采用齿轮泵、Y型过滤器和单向阀，可实现反应液连续稳定输送，满足长时间稳态实验及动力学数据采集需要。

4. 智能控制与数据采集

系统采用PLC+HMI控制架构，配置10英寸彩色触摸屏，可集中设置和显示温度、压力、流量、电压、电流等十余项运行参数。实验数据可按设定频率自动采集，并通过U盘导出CSV文件，便于使用Excel、Origin或Python进行后续处理。

5. 产物分离与在线分析扩展

配置200mL加热鼓泡器和气液分离罐，可对反应产物进行气液分离。系统可根据实验需求预留GC、MS等在线分析仪器接口，便于检测反应中间体和终产物。

6. 多重安全保护

装置配置急停按钮、声光报警、磁场滑台限位以及过压、过温、过流和漏电保护，提高实验过程的安全性与可控性。

7. 支持定制扩展

可根据课题需求定制电解槽尺寸、催化剂安装方式、气路数量、混气方案、控制策略及在线检测接口，满足不同实验体系的研究需要。

四、系统组成

1. 光源系统

PLS 300W氙灯光源、光源转向机构、石英玻璃导光柱及光强调节组件。

2. 磁场发生器系统

6块N52强磁铁、DT4纯铁导磁板、高精度直线导轨、步进电机、光电限位传感器及手动/自动控制模块。

3. 光电催化反应器系统

模块化电解槽、钛合金端板、PEEK流道板、石英玻璃光窗、双卡套接头及O形密封圈。

4. 气路与液路输送系统

质量流量控制器、背压阀、齿轮泵、Y型过滤器、单向阀、304不锈钢卡套接头及PTFE管路。

5. 产物后处理系统

200mL加热鼓泡器、PID温控模块及气液分离罐，可扩展连接GC、MS等分析设备。

6. 显示与控制系统

PLC控制器、10英寸彩色触摸屏、数据采集模块、CSV数据导出模块及安全报警系统。

五、主要技术参数

六、应用方向

1. 难降解有机废水处理研究

适用于甲基橙、亚甲基蓝、刚果红等染料废水，以及四环素、环丙沙星等抗生素废水和农药残留污染物的催化降解研究。

2. 新兴有机污染物控制

可用于双酚A、邻苯二甲酸酯、全氟化合物及微塑料表面有机污染物的降解路径与去除机制研究。

3. 多场响应型催化材料评价

适用于磁性光催化剂、光电双功能催化剂、Z-scheme催化体系及热活化过硫酸盐催化体系的筛选和性能评价。

4. 高级氧化工艺研究

可开展光-Fenton、电-Fenton、多场耦合高级氧化及活性自由基反应机制研究，并可结合EPR等表征手段分析电子转移和自由基变化过程。

5. 磁场辅助光电化学研究

可用于研究外加磁场对光生载流子分离、电子迁移、光电流响应和界面催化过程的影响，并可根据实验需求扩展磁场辅助光电化学水氧化等研究方向。

6. 科研平台与实验教学

适用于高校、科研院所、重点实验室及企业研发中心开展环境工程、化学化工、材料科学、催化原理和高级氧化工艺等方向的科研与实验教学。

七、技术支持与定制

北京泊菲莱可提供设备安装调试、操作培训、实验方案支持及后续技术服务，并可根据用户的反应体系、实验规模和检测需求提供定制化配置方案。

说明：产品配置、外观及技术参数可能随产品升级或定制需求进行调整，具体以双方确认的技术协议和实际交付产品为准。