1.1 悬浮型和固定型反应器根据催化剂的存在形态，光催化反应器可分为固定型和悬浮型两种。虽然悬浮型反应器的反应速率要高于前者，但是由于悬浮型反应器需要解决催化剂分离、回收的问题，不易于实际应用，所以多数研究者为了避开这个问题而选择固定型反应器进行研究。

　　1.1.1 固定型光催化反应器固定型光催化反应器普遍存在传质限制、能耗高以及催化剂装载复杂等缺点。各国研究人员根据各自不同的设计思想，研制了众多的固定膜太阳能光催化反应器，如填充床反应器、浅池型反应器、转筒型反应器等，其中薄膜固定式反应器（TFFBR）是研究较早、最具代表性的实用型固定膜太阳能光催化反应器。其主体部分为负载催化剂的玻璃平板，污水流经平板时，污染物质在氧气存在的情况下，经阳光照射得以催化降解。该反应器具有成本低、易建造、太阳光利用率高、适用地区广、催化剂易分离等优点。但由于反应器的流速较低，雷诺数偏小，流体处于层流状态，所以存在传质限制。再者，反应器是非封闭运行，催化剂受周围的环境影响比较大，易造成催化剂中毒。近几年，针对 TFFBR 的缺点，人们又设计出了几种新型反应器，如薄膜瀑布反应器。Urh Cernigoj 等为提高光照面积与溶液体积比、增强混合程度，设计了新型薄膜聚光式太阳能光催化反应器，但所得效果仍仅约悬浮式效率的 50％。为了克服 TFFBR 反应器传质限制问题，香港科技大学新近研制了薄膜瀑布（thinfilmcascade）反应器，将 DegussaP-25 二氧化钛催化剂通过电泳法涂覆于 316 型不锈钢平板上，钢板呈阶梯状布置，反应液从上而下流过，水流产生的回流和紊动，有效减弱了污染物的传质限制，同时“瀑布”效应可以强化空气向溶液的输氧作用。和 TFFBR 一样，该反应器是个开放体系，催化剂容易受到污染，同时会存在有毒物质的挥发问题；当处理饮用水时，容易引起二次污染，另一方面，跌水作用还会使装置的能耗加大。

　　阶梯（STEP）反应器和薄膜瀑布反应器非常相像，主体为由不锈钢板组成的阶梯，催化剂为平均尺寸 5～10 nm 的晶体 PC500，利用 SiO 2胶体水分散系将其固定在天然和人工合成纤维材料的Ahlstrom 纸上，并进一步固定在阶梯上。和TFFBR相比，STEP 反应器通过跌水强化了污染物的传质作用及富氧过程。和薄膜瀑布反应器相比，该装置具有 Pyrex 玻璃盖子以防止水和污染物的挥发。处理4-氯酚及其它农药试验结果表明，在相同日照条件下，STEP 反应器性能甚至可以和悬浆体系 CPCR（复合抛物面反应器）相媲美。但是，如同薄膜瀑布反应器一样，跌水作用会使装置的能耗加大。

　　同济大学李田教授课题组在国家 863 计划的支持下，研制开发了新型固定膜复合抛物面反应器。

　　该反应器将负载于玻璃纤维网上的固定膜催化剂，巧妙装填在反应管内。反应管内雷诺数可以达到3500～9000，具有良好的传质作用。在晴天和多云天气条件下，反应体积 20 L，质量浓度 4 mg/L的苯酚，经过 100 min 反应可以降解 95%以上，即使在阴天条件下经过 120 min 反应，苯酚去除率也可以达到 83%.不过催化剂的装填较复杂。