[發明專利]采用光催化制備氣體演示系統

無效

• 申請號: 201210124145.3
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102646349A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 陳剛;韓鐘慧;于耀光;周彥松;郝臨星;呂查德;于洋;李飛旋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G09B23/24
• 分類號: G09B23/24;B01J19/12;B01J7/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發明涉及一種制備氣體演示系統。

背景技術

光催化制備氣體產率低，現象觀察難。以光催化方式制備出的氣體通常因無形無色易擴散等原因不能以單純測量重量或者體積的方式來衡量光催化劑性能。而傳統方法體現催化劑性能所使用的各項數據、指標等過于專業化，使得所使用的光催化劑性能優劣難以得到直觀的表現，非專業人士不容易理解接受。目前正缺少一種能夠將光催化劑利用光能光催化制備氣體的速率以及產量進行直觀展示的設備。

發明內容

本發明的目的是提供一種采用光催化制備氣體演示系統，以解決目前光催化劑催化性能難以進行直觀展示，不易被人理解接受的問題。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：所述系統包括展示杯、防倒吸球、回形氣體輸送管路、出口毛細氣針、第一氣體導管，循環冷凝劑進口、循環冷凝劑出口、光源、石英密封蓋、反應杯、磁力攪拌器和氣體干燥器，反應杯的上端口設有石英密封蓋且二者密封連接，反應杯的頂部設有循環冷凝劑進口和循環冷凝劑出口，石英密封蓋上方設有光源，反應杯的底端面位于磁力攪拌器的上方，反應杯的出口端與第一氣體導管的一端連通，第一氣體導管的另一端與設置在展示杯中的回形氣體輸出管路的一端連通，第一氣體導管上設有氣體干燥器，回形氣體輸出管路的另一端與設置在展示杯中的防倒吸球連通，防倒吸球的頂部設有出口毛細氣針。

本發明具有以下有益效果：本系統采用溶液中排氣體法使不可見不可感的難于觀察的氣體以大量連續氣泡的的形式從展示杯溶液中鼓出，從而可使光催化劑分解水的結果被直觀表示出來。同時，根據不同表面張力的液體中氣泡大小不同，通過調節液體表面張力的大小調節氣泡的大小，以使制氫展示達到最佳的可視化效果。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1說明本實施方式，本實施方式的系統包括展示杯1、防倒吸球3、回形氣體輸送管路4、出口毛細氣針5、第一氣體導管6，循環冷凝劑進口7、循環冷凝劑出口8、光源9、石英密封蓋10、反應杯11、磁力攪拌器12和氣體干燥器16，反應杯11的上端口設有石英密封蓋10且二者密封連接，反應杯11的頂部設有循環冷凝劑進口7和循環冷凝劑出口8，石英密封蓋10上方設有光源9，反應杯11的底端面位于磁力攪拌器12的上方，反應杯11的出口端與第一氣體導管6的一端連通，第一氣體導管6的另一端與設置在展示杯1中的回形氣體輸出管路4的一端連通，第一氣體導管6上設有氣體干燥器16，回形氣體輸出管路4的另一端與設置在展示杯1中的防倒吸球3連通，防倒吸球3的頂部設有出口毛細氣針5。

其中出口毛細氣針5可替換為對氣體弱吸附的疏水類沸石多孔材料制成的球形表面多孔出氣口，出口毛細氣針5位于反應杯11上下底圓心的連線上；展示杯1中溶液液面高于出口毛細氣針5的頂端。循環冷凝劑進口7和循環冷凝劑出口8分別與循環冷卻劑源相連通，用于防止反應物溶液揮發后凝結在石英密封蓋10上，阻礙光照，，并可同時保持恒溫。

具體實施方式二：結合圖1說明本實施方式，本實施方式的展示杯1內裝有表面張力小于水的有機溶劑和金屬鹽，金屬鹽的濃度為0.01g/L-10g/L，調節氣泡大小的目的，間接調節氣泡的連續性，有機溶液可選取甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、、異丁醇、丙酮、甲基丙酮、丁酮、甲基異丁基酮、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸丁酯、醋酸異丁酯或醋酸乙酯中的一種或幾種，金屬鹽可選取為Ni鹽、Cu鹽或Fe鹽。其它實施方式與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：結合圖1說明本實施方式，本實施方式的展示杯1內的有機溶劑包括表面活性劑，表面活性劑的質量分數為0.01％-0.1％，表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉。其它實施方式與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：結合圖1說明本實施方式，本實施方式的展示杯1內的有機溶劑包括發泡劑，發泡劑的質量分數為0.01％-0.1％，發泡劑為十二烷基硫酸鈉或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，為達到溶液表面氣泡豐富的效果，向溶液中添加陰離子表面活性發泡劑。其它實施方式與具體實施方式一相同。

具體實施方式五：結合圖1說明本實施方式，本實施方式的防倒吸球3內設有隔水半透膜或疏水性多孔材料膜。其它實施方式與具體實施方式一相同。

具體實施方式六：結合圖1說明本實施方式，本實施方式的所述系統還包括氣體收集處理裝置13、橡膠塞14和第二氣體導管15，展示杯1上端口設有橡膠塞14且二者密封連接，展示杯1通過第二氣體導管15與氣體收集處理裝置13連通。其它實施方式與具體實施方式一相同。

工作原理：本發明的工作原理是在光源9用下，反應原料和催化劑在反應杯11中進行反應，反應杯11腔體中通冷卻水，保持恒溫，并防止反應物溶液揮發后凝結在石英密封蓋10上，阻礙光照。反應制備的氣體通過第一氣體導管6進入回形氣體輸送管路4內，通過回形氣體輸送管路4和防倒吸球3使展示杯對氣泡360°放大，展示效果最大化。