[實用新型]一種氣體光化學(xué)或光催化反應(yīng)系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820153421.8
• 申請日: 2008-09-24
• 公開（公告）號: CN201287047Y
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單永奎;李疆;孟靜;張恒強
• 申請（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01J19/12
• 代理公司: 上海藍迪專利事務(wù)所
• 代理人: 徐筱梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及光(催化)反應(yīng)容器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種氣體光化學(xué)或光催化反應(yīng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，化學(xué)實驗室所使用的光催化反應(yīng)容器主要有聚光式和非聚光式兩類。聚光式光催化反應(yīng)容器是以人工光源作為光源，光源位于反應(yīng)容器的中央，光源的四周為環(huán)狀反應(yīng)室。這種光催化反應(yīng)容器的光催化效率高，但光利用率不高；非聚光式光催化反應(yīng)容器的光源可以是人工光源，也可以是天然日光，光源的光線以垂直或接近于垂直于反應(yīng)面的方式照射反應(yīng)容器。這種光催化反應(yīng)容器的缺點是照射反應(yīng)容器的光強度不均勻，光催化反應(yīng)也就不均勻，光催化效率不高，且光利用率也不高。另外，目前化學(xué)實驗室所使用的光催化反應(yīng)容器多適用于液體反應(yīng)，用于氣體光催化反應(yīng)的反應(yīng)容器并不多見，而且氣體的光(催化)反應(yīng)結(jié)束后液體產(chǎn)物的獲取也不方便。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種氣體光化學(xué)或光催化反應(yīng)系統(tǒng)，該反應(yīng)系統(tǒng)不僅光照強度均勻、密封性能優(yōu)良，而且光的利用率高，可以根據(jù)反應(yīng)需要隨意更換不同的光源，并可使光反應(yīng)產(chǎn)物采集和分析變的簡便、科學(xué)合理。

實現(xiàn)本實用新型目的的具體技術(shù)方案是：

一種氣體光化學(xué)或光催化反應(yīng)系統(tǒng)，它包括反應(yīng)區(qū)及循環(huán)冷凝區(qū)；所述反應(yīng)區(qū)由反應(yīng)容器、光源及熱電偶組成，反應(yīng)容器為一“U型腔體，其中部設(shè)有一“T”型光源腔，反應(yīng)容器頂部與光源腔之間設(shè)有密封墊；光源上設(shè)有光源座，光源置于光源腔內(nèi)；反應(yīng)容器上設(shè)有溫度插孔，熱電偶設(shè)于溫度插孔內(nèi)；反應(yīng)容器上分別設(shè)有四個接口：真空計接口、冷凝器上接口，進料、抽氣口、冷凝器下接口，各接口上分別連接一閥門；循環(huán)冷凝區(qū)由廢氣吸收管、控制閥門、冷凝器、產(chǎn)物儲罐、氣體循環(huán)驅(qū)動器組成并通過管線連接；廢氣吸收管一端與反應(yīng)容器上的冷凝器上接口連接、一端與控制閥門連接；氣體循環(huán)驅(qū)動器一端連接反應(yīng)容器上的冷凝器下接口、另一端連接冷凝器及產(chǎn)物儲罐；冷凝器另一端連接控制閥門。

所述反應(yīng)容器外壁下半部、光源腔內(nèi)壁下半部均設(shè)有氟橡膠吸光板層。

所述反應(yīng)容器外壁上半部設(shè)有鋁箔紙層或拋光面鐵板層。

所述產(chǎn)物儲罐設(shè)有取樣口。

本實用新型的有益效果是：系統(tǒng)中進行氣體光催化反應(yīng)時，光照強度均勻、光利用率高；同時由于光照面積與反應(yīng)物的體積比值較大，光催化反應(yīng)速率較快；循環(huán)冷凝區(qū)的采用使得氣體的光(催化)反應(yīng)產(chǎn)物的收集及對其定量分析更方便、更科學(xué)合理。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖

具體實施方式

參閱圖1，本實用新型包括反應(yīng)區(qū)1及循環(huán)冷凝區(qū)2；反應(yīng)區(qū)1由反應(yīng)容器3、光源4及熱電偶6組成，反應(yīng)容器3為一“U型腔體，其中部設(shè)有一“T”型光源腔5，反應(yīng)容器3頂部與光源腔5之間設(shè)有密封墊7；光源4上設(shè)有光源座41，光源4置于光源腔5內(nèi)；反應(yīng)容器3上設(shè)有溫度計插孔32，熱電偶6置于溫度計插孔腔32內(nèi)；反應(yīng)容器3上分別設(shè)有四個接口：真空計接口(33)、冷凝器上接口(34)，進料、抽氣口(35)、冷凝器下接口(36)，各接口上分別連接一閥門；循環(huán)冷凝區(qū)2由廢氣吸收管22、控制閥門23、冷凝器24、產(chǎn)物儲罐25、氣體循環(huán)驅(qū)動器27組成并通過管線連接；廢氣吸收管22一端與反應(yīng)容器3上的冷凝器上接口34連接、一端與控制閥門23連接；氣體循環(huán)驅(qū)動器27一端連接反應(yīng)容器3上的冷凝器下接口36、一端連接冷凝器24及產(chǎn)物儲罐25；冷凝器24另一端連接控制閥門23；反應(yīng)容器3外壁下半部、光源腔5內(nèi)壁下半部各設(shè)有氟橡膠吸光板層31；反應(yīng)容器3外壁上半部設(shè)有鋁箔紙層或拋光面鐵板層38；產(chǎn)物儲罐25設(shè)有取樣口26。

本實用新型工作時，首先將催化劑放入反應(yīng)容器3中，密封反應(yīng)容器3，再從進料、抽氣口35將反應(yīng)室抽真空，然后從進料口35緩慢放入反應(yīng)氣體到合適的量。打開光源4開關(guān)，反應(yīng)氣體在催化劑催化和光源4的照射下，在光源腔5和反應(yīng)容器3之間的環(huán)狀反應(yīng)室間進行光催化反應(yīng)。在反應(yīng)進行過程中氣體反應(yīng)室內(nèi)的壓力會發(fā)生變化，由于采用了合適的密封方法，氣體反應(yīng)可以不受外界大氣中氣體的影響。反應(yīng)結(jié)束后，再打開光反應(yīng)區(qū)與循環(huán)冷凝區(qū)之間的上接口34、下接口36及氣體循環(huán)驅(qū)動器27，進行低溫循環(huán)冷凝。通過冷凝系統(tǒng)的循環(huán)，在液體產(chǎn)物儲罐25中可得到液體產(chǎn)物，并實現(xiàn)在取樣口26進行取樣、然后進行分析及測定。在本實用新型內(nèi)進行的光(催化)反應(yīng)中，光照強度均勻，密封性能優(yōu)良。因反應(yīng)容器3上半部的外壁包裹有反光材料38(鋁箔紙層或拋光面鐵板層)，光源產(chǎn)生的光可以在反應(yīng)室里多次反射，有助于提高光的利用率。若外加加熱袋，在光源不變的情況下實現(xiàn)反應(yīng)在不同溫度下的恒溫反應(yīng)。另外反應(yīng)容器3下半部分包裹黑色氟橡膠吸光板層31可以減弱光的作用，增加反應(yīng)產(chǎn)物的選擇性，即通過反應(yīng)容器3上部(強光高溫區(qū))與下部(弱光低溫區(qū))之間的溫度差和光強度差，反應(yīng)物和產(chǎn)物的比重差，上部反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的產(chǎn)物在反應(yīng)器下部部分凝結(jié)，從而使產(chǎn)物脫離反應(yīng)避免其深度反應(yīng)，從而達到提高反應(yīng)產(chǎn)物選擇性的目的！循環(huán)冷凝區(qū)2的使用，使得光(催化)反應(yīng)和取樣分析測定一氣呵成，整個系統(tǒng)更為科學(xué)合理。