[發明專利]一種基于高聚光點光源的光熱耦合微流道制氫反應裝置

有效

• 申請號: 201910817679.6
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110467152B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 敬登偉;曾子龍;耿嘉峰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C01B3/04
• 分類號: C01B3/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

1.一種基于高聚光點光源的光熱耦合微流道制氫反應裝置，其特征在于，包括高聚光點光源(1)、氣體吹掃流道(10)、固定流道基座(11)、催化劑放置臺(12)以及光熱反應器；其中，

該光熱反應器具有中空的反應腔室，其頂部設置有高透光石英窗(3)，側壁上開設有產物取樣口(5)；氣體吹掃流道(10)通過固定流道基座(11)固定在光熱反應器的底部，并引入至反應腔室內；

催化劑放置臺(12)為中空圓臺結構，放置在反應器底封蓋(8)的正中心上方，反應腔室的底部，便于將附有催化劑涂層的載體固定在上面；光熱催化劑為半導體催化劑，其吸收光為紫外光部分和部分可見光，相應的波長范圍在180nm-700nm以內；反應物為超純水，海水，或攜帶犧牲劑的超純水；高聚光點光源(1)與光熱反應器的距離能夠根據具體的實驗要求進行上下調節，發射光的性質能夠通過高聚光點光源(1)的主控制器調控；

工作時，高聚光點光源(1)的方向垂直向下，位于光熱反應器正中央；催化劑放置臺(12)放在反應腔室底部的正中心與高聚光點光源(1)的光路對齊；光熱催化劑放置在催化劑放置臺(12)上，反應腔室內部加入光熱反應的反應物，先使用惰性氣體經氣體吹掃流道(10)對反應腔室進行吹掃，排除腔室及反應物里面的氧氣，繼而通過高聚光點光源(1)將不同波段的光聚焦到光熱催化劑表面發生光熱反應，產物通過產物取樣口(5)收集并檢測。

2.根據權利要求1所述的一種基于高聚光點光源的光熱耦合微流道制氫反應裝置，其特征在于，光熱反應器的反應腔室由自上而下設置的反應器上封蓋(2)和反應器底封蓋(8)，以及設置在反應器上封蓋(2)和反應器底封蓋(8)之間的光熱反應器側壁(7)構成，高透光石英窗(3)位于反應器上封蓋(2)與光熱反應器側壁(7)之間。

3.根據權利要求2所述的一種基于高聚光點光源的光熱耦合微流道制氫反應裝置，其特征在于，反應器上封蓋(2)和反應器底封蓋(8)的周向上均開設有螺栓孔(13)，并通過穿過螺栓孔(13)的固定螺栓(6)連接在一起。

4.根據權利要求2所述的一種基于高聚光點光源的光熱耦合微流道制氫反應裝置，其特征在于，反應器底封蓋(8)的底部還均勻設置有四個反應器底座(9)，用于支撐光熱反應器。

5.根據權利要求2所述的一種基于高聚光點光源的光熱耦合微流道制氫反應裝置，其特征在于，產物取樣口(5)鑲置于光熱反應器側壁(7)內部，并且側壁上方有微小通孔，便于將產物引出，且產物取樣口(5)的位置位于光熱反應器側壁(7)的中上部分。

6.根據權利要求1所述的一種基于高聚光點光源的光熱耦合微流道制氫反應裝置，其特征在于，氣體吹掃流道(10)鑲嵌于固定流道基座(11)中間，固定流道基座(11)通過螺紋連接的方式自下而上固定在反應器底封蓋(8)上，防止在氣體吹掃的過程中軟管脫落或者漏氣現象的發生。