[發(fā)明專利]一種能提供等離子體環(huán)境的原位漫反射紅外光譜反應(yīng)池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910500672.1
• 申請(qǐng)日: 2019-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN110296939A
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉璐;馬玉東;彭亦蘭;袁壽其;劉馨琳;糜建立;王軍峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/03
• 分類號(hào): G01N21/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種能提供等離子體環(huán)境的原位漫反射紅外光譜反應(yīng)池，包括：底座；反應(yīng)池基座，安裝于所述底座上，反應(yīng)池基座的頂部設(shè)有第一凹槽和電加熱腔，電加熱腔位于第一凹槽的周向外側(cè)；外罩，罩設(shè)于反應(yīng)池上；板狀電極，設(shè)置于第一凹槽內(nèi)；介質(zhì)，位于板狀電極上；針狀電極，一端從外罩的頂部伸入至介質(zhì)的上方，另一端位于外罩外部；電熱絲，設(shè)置于電加熱腔內(nèi)；及紅外光入射和出射單元，用于使得紅外光能夠入射至外罩內(nèi)，并從外罩內(nèi)出射；其中，針狀電極與高壓電源連接，板狀電極接地，本發(fā)明能夠提供等離子體環(huán)境中的催化劑表面物種結(jié)構(gòu)的原位檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及漫反射紅外光譜分析測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能提供等離子體環(huán)境的原位漫反射紅外光譜反應(yīng)池。

背景技術(shù)

低溫等離子體中含有大量的電子、離子、自由基和亞穩(wěn)態(tài)分子，它們的化學(xué)性質(zhì)非常活躍，很容易和其它原子、分子或其它自由基發(fā)生反應(yīng)。低溫等離子體與催化劑能夠產(chǎn)生協(xié)同作用，提高選擇性和反應(yīng)速率，低溫等離子體協(xié)同催化技術(shù)在污染物治理、燃料轉(zhuǎn)化方面具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，目前相應(yīng)的協(xié)同反應(yīng)過程和機(jī)理仍然不夠清晰，需要有效的表征手段加以研究。同催化反應(yīng)一樣，等離子體參與的催化反應(yīng)也包括反應(yīng)物在催化劑表面的吸附、反應(yīng)轉(zhuǎn)化、生成物解吸等過程，認(rèn)識(shí)催化反應(yīng)機(jī)理的過程，就是要獲取催化反應(yīng)各個(gè)歷程的詳細(xì)信息。由于低溫等離子體中的正負(fù)離子、自由基壽命較短，非原位表征往往只能間接得到反應(yīng)過程的信息，難以真正剖析瞬態(tài)反應(yīng)過程。一般來說，原位紅外光譜表征是進(jìn)行催化反應(yīng)機(jī)理研究的有效手段，可以給出反應(yīng)條件下反應(yīng)物在催化劑表面的吸附態(tài)及其動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化信息，常被運(yùn)用于催化反應(yīng)機(jī)理的研究中。但是等離子體放電裝置復(fù)雜，而且涉及幾千伏到幾十千伏的高電壓放電，給原位表征的反應(yīng)池設(shè)計(jì)帶來了困難，因此目前缺乏相關(guān)的檢測(cè)裝置和方法。

漫反射紅外光譜技術(shù)由于不破壞樣品固有形態(tài)等優(yōu)點(diǎn)而被運(yùn)用于原位紅外光譜表征領(lǐng)域，但通用的原位漫反射光譜池，如Thermo Spectra-Tech的原位漫反射池，并不能對(duì)等離子體環(huán)境下的樣品進(jìn)行測(cè)定。

現(xiàn)有技術(shù)公開了一種一段式等離子體催化原位漫反射紅外檢測(cè)裝置，該裝置采用同軸式介質(zhì)阻擋放電，等離子放電區(qū)域與催化劑具有一定的距離，只能保證壽命比較長的幾種自由基到達(dá)催化劑表面，尚不能真正為催化反應(yīng)提供等離子體環(huán)境。

綜上所述，現(xiàn)階段還沒有相關(guān)裝置能夠提供等離子體環(huán)境中的催化劑表面物種結(jié)構(gòu)的原位檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種能提供等離子體環(huán)境的原位漫反射紅外光譜反應(yīng)池，能夠提供等離子體環(huán)境中的催化劑表面物種結(jié)構(gòu)的原位檢測(cè)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

一種能提供等離子體環(huán)境的原位漫反射紅外光譜反應(yīng)池，包括：

底座；

反應(yīng)池基座，安裝于所述底座上，所述反應(yīng)池基座的頂部設(shè)有第一凹槽；

外罩，罩設(shè)于所述反應(yīng)池上，底部與所述底座連接，所述外罩的內(nèi)壁與所述反應(yīng)池基座之間形成通氣通道，所述外罩上設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口和出氣口均與所述通氣通道連通；

板狀電極，設(shè)置于所述第一凹槽內(nèi)；

介質(zhì)，位于所述板狀電極上，所述介質(zhì)以及第一凹槽的內(nèi)壁面構(gòu)成樣品池；

針狀電極，一端從所述外罩的頂部伸入至所述介質(zhì)的上方，另一端位于所述外罩外部；及

紅外光入射和出射單元，用于使得紅外光能夠入射至所述外罩內(nèi)，并從外罩內(nèi)出射，所述紅外光入射至外罩內(nèi)后進(jìn)入所述樣品池內(nèi)，經(jīng)反射和部分折射后射出外罩；

其中，所述針狀電極與高壓電源連接，所述板狀電極接地。