[實用新型]一種多用途光催化性能評價裝置

有效

• 申請號: 201320001330.3
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN203216914U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 史海峰;解宇軒;王穎超;藍奔月
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01N31/10
• 分類號: G01N31/10;G01N30/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及光催化材料的性能測試領域，尤其是一種光催化材料的有機物降解和二氧化碳轉化為碳氫燃料的測試方法和裝置。?

背景技術

隨著人類社會的不斷發展，能源消耗需求的不斷增加，煤、石油等化石能源將不可避免面臨枯竭。目前，環境和能源問題已成為當今世界不可忽視的兩大問題。近年來，大量工業和生活污水的排放加重了水體污染，有機物污染已成為影響人類生活的重要化學物質。這些化學物質大多含有致癌和誘變因子，嚴重威脅著人類的身體健康。因此，尋求一種高效的有機物處理方法也成為人們最關心的問題之一。?

1972年，日本東京大學教授Fujishima和Honda發現TiO₂單晶電極在光的作用下不僅可以分解水還可以分解其他物質，這一發現立刻受到人們的關注。太陽能作為一種無污染的可再生能源，在催化反應中盡情發揮其優勢。光催化反應從此在環境治理和能源開發方面得到了普遍關注，關于光催化技術的研究開發成為國內外研究領域的一大熱點。?

光催化降解污染物有許多優點，它能有效的降解各類有機污染物而且完全沒有二次污染。大部分光催化劑有很高的化學穩定性，無毒，催化效率高，在實現光催化處理有機物方面具有重要作用。?

目前大多數的實用新型和研究關注于光催化材料本身，對光催化表征所需用到的裝置關注的相對較少。目前用于表征光催化材料的科學儀器和裝置大多價格較高，維護費用較高而且大多只能應用于單一的光催化反應，需要人工分析，消耗人力，儀器效率低。因此研究一種操作簡便多用途的光催化材料的光催化表征方法和裝置對促進光催化領域的發展具有非常重大的意義。?

實用新型內容

鑒于上述現有技術的不足，本實用新型專利提供了一種多用途光催化活性能評價評價裝置。?

本實用新型采用了如下技術方案：其特征在于，真空泵(1)和氣體瓶(7)通過三通閥門(4)與光催化反應器(3)連通，光催化材料平鋪于表面皿(6)后置于光催化反應器(3)內。所述的光源(2)為氙燈或者配有濾波片的氙燈、半導體發光二極管。所述的反應器(3)為體積是500-1000mL的石英玻璃反應器。所述的閥門(4)為氣體三通閥門，可以分別選擇連通真空泵(1)和反應器(3)，或者連通氣體瓶(7)和反應器(3)的狀態，氣體管道為塑膠管或硅膠管。?

本實用新型裝具有結構簡單，操作方便的特點，克服了反應器復雜、價格昂貴且反應單一等缺點。本實用新型裝置既可以進行光催化降解有機物反應，也可以進行CO₂轉化反應。具有良好的應用價值。?

附圖說明

圖1為本實用新型裝置的結構示意圖。?

具體實施方式

下面結合實例對本實用新型裝置進行進一步說明：?

(1)將光催化材料放入玻璃反應器中，關緊閥門使反應體系為密閉空間，利用快接頭使閥門4接口與真空泵連接，利用真空泵抽出反應器中的氣體使其成為真空狀態，抽取時間為10-30min。?

(2)在抽真空后，通過閥門4接口與氣體瓶相接，避免混入空氣。?

(3)通入一段時間氣體后打開閥門5，保證反應器內全部充滿反應氣體且能使氣體流通。?

(4)放置光源，使光線透入反應器照射到反應材料上，通過氣相進樣針取樣，注入氣相色譜儀中對生成物進行分析，得出結果。?

實施案例1：CO₂還原的光催化反應。?

光催化反應器3，反應器正面透光窗口為濾波片石英材料，反應器內底部可放置小表面皿6(直徑為4-6cm)，將活性評價用的光催化材料平鋪于表面皿6，關緊閥門保證反應體系為密閉空間，利用三通閥門將4接口與真空泵1連接，使用真空泵1將反應器中的氣體抽出使其成為真空狀態，當反應系統處于已經真空的情況下，將閥門4接口與裝有CO₂的氣體瓶相接，通入一段時間CO₂氣體后打開閥門5，使CO₂布滿整個反應器，再關閉閥門5，處于避光狀態3～5個小時，使反應體系達到吸附脫附平衡狀態。然后放置光源2，可以結合不同截止波長的濾波片使用，使輸出的光源為不同的波段。光線透入反應器照射到表面皿6上的反應材料上，通過氣相進樣針9在裝有進樣墊的閥門5位置取樣1mL，注入氣相色譜議8中對生成物進行分析，得出結果。?

實施案例2：IPA降解的光催化反應。?

向玻璃反應器中放入IPA和光催化材料，關緊閥門保證反應體系為密閉空間，利用三通閥門將閥門4與真空泵1連接，使用真空泵1將反應器中的氣體抽出使其成為真空狀態，當反應系統處于真空的情況下，將閥門4接口與裝有IPA的氣體瓶相接，通入一段時間IPA氣體后打開閥門5，使IPA布滿整個反應器，再關閉閥門5，放置反應裝置于避光處3～5個小時，使反應體系達到吸附脫附平衡狀態。然后放置光源2，可以結合不同截止波長的濾波片使用，使輸出的光源為不同的波段。使光線透入反應器照射到表面皿6上的反應材料上，通過氣相進樣針9在裝有進樣墊5的位置取樣1mL，注入氣相色譜議8中對生成物進行分析，得出結果。?