[發(fā)明專利]光電催化分解水制氫反應(yīng)裝置和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410773908.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN104562071A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞏金龍;常曉俠;王拓;張鵬;張冀杰;李盎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C25B1/04
• 分類號(hào): C25B1/04;C25B9/04
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

1.光電催化分解水制氫反應(yīng)裝置，其特征在于，包括：反應(yīng)器、夾套和旋蓋，所述反應(yīng)器為底端封閉頂端開口的圓筒形結(jié)構(gòu)，其底部側(cè)壁設(shè)置有一凸出的光照窗口，反應(yīng)器下半部分同軸且密閉嵌入在圓筒形夾套的內(nèi)部空間中，且反應(yīng)器和夾套之間為中空，反應(yīng)器底部側(cè)壁的光照窗口伸出夾套，且其與夾套的連接處為密閉連接；光照窗口處設(shè)置有密封片，密封片通過環(huán)氧樹脂與反應(yīng)器密封連接；反應(yīng)器上半部分在夾套外部且在其內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋；在所述夾套的底部設(shè)置有進(jìn)水口，頂部設(shè)置出水口；所述旋蓋的外壁表面設(shè)置有外螺紋，且旋蓋壁兩側(cè)分別設(shè)置第一出氣口和第二出氣口，旋蓋通過外螺紋與反應(yīng)器的內(nèi)螺紋配合且密封連接；第一銅電極柱，第二銅電極柱，第三銅電極柱分別貫穿旋蓋并與旋蓋密封接觸；旋蓋上方分別設(shè)置有第一銅電極柱，第二銅電極柱，第三銅電極柱；所述第一銅電極柱、第二銅電極柱和第三銅電極柱分別與對(duì)電極、參比電極和工作電極連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電催化分解水制氫反應(yīng)裝置，其特征在于：所述反應(yīng)器材質(zhì)為玻璃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電催化分解水制氫反應(yīng)裝置，其特征在于：所述夾套材質(zhì)為玻璃，厚度為10mm--15mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電催化分解水制氫反應(yīng)裝置，其特征在于：所述旋蓋材質(zhì)為聚四氟乙烯。

5.據(jù)權(quán)利要求1所述的光電催化分解水制氫反應(yīng)裝置，其特征在于：所述密封片為透明材質(zhì)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的光電催化分解水制氫反應(yīng)裝置，其特征在于：所述密封片為石英材質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或者5所述的光電催化分解水制氫反應(yīng)裝置，其特征在于：所述密封片為玻璃材質(zhì)。

8.如權(quán)利要求1所述的光電催化分解水制氫反應(yīng)裝置在光電分解水中的應(yīng)用，其特征在于，將反應(yīng)電解液倒入反應(yīng)器中，將對(duì)電極、參比電極和工作電極分別浸沒在反應(yīng)電解液液面以下，同時(shí)向夾套的進(jìn)水口和出水口通入循環(huán)冷凝水，通過旋蓋處的出氣口用機(jī)械真空泵對(duì)體系內(nèi)抽真空處理，反應(yīng)過程中外界光源照射到工作電極表面，同時(shí)外界施加的電壓通過旋蓋上的電極柱傳導(dǎo)至工作電極，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述反應(yīng)電解液為100mL的0.5M?Na₂SO₄水溶液，將生長(zhǎng)在FTO導(dǎo)電玻璃上的TiO₂納米棒材料(作為工作電極與第三銅電極柱連接，將Ag/AgCl參比電極與第二銅電極柱連接，將Pt對(duì)電極與第一銅電極柱連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，使用氙燈光源提供強(qiáng)度為100mW/cm²的AM?1.5光源進(jìn)行照射，并且利用電化學(xué)工作站施加1.23V?vs.Ag/AgCl的偏壓開始進(jìn)行反應(yīng)。