[發(fā)明專利]催化協(xié)同放電活性成分生成特性實驗研究裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911412690.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111135770B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張清陽;陳秉巖;王進華;耿鎮(zhèn);唐穎;馬昕悅;錢俊成;蔣永鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;B01J19/00;B01J19/08;B01J19/10;B01J19/12
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 丁濤

1.一種不同催化區(qū)氣體種類對催化區(qū)液相活性成分生成特性的實驗方法，其特征在于利用一種催化協(xié)同放電活性成分生成特性實驗研究裝置，所述裝置包括緩沖氣室A、緩沖氣室B、分離箱、超聲波電源、示波器、高壓交流/脈沖電源、變壓器以及一種高壓電極放電反應(yīng)器；

所述高壓電極放電反應(yīng)器包括第一進氣口、第二進氣口、第一進水口、第二進水口、出氣口、出水口、霧化噴嘴、旋風(fēng)葉片、金屬墊片、高壓電極、石英管、催化劑腔、金屬底板、環(huán)形超聲換能器、低壓電極、負載TiO₂的石英小球以及固定套；

所述放電反應(yīng)器分為三個區(qū)域，分別為霧化區(qū)、放電區(qū)以及協(xié)同作用區(qū)；

霧化噴嘴及其下方區(qū)域組成霧化區(qū)，所述第一進氣口位于霧化噴嘴的頂部，第一進水口位于霧化噴嘴的側(cè)壁；

金屬墊片、高壓電極、石英管和低壓電極組成的放電區(qū)，其中金屬墊片外接高壓電源，內(nèi)與高壓電極接觸，低壓電極接地，實現(xiàn)兩電極之間的放電，金屬墊片外側(cè)設(shè)有密封圈和抱箍；旋風(fēng)葉片與低壓電極同軸放置，位于低壓電極正上方，軸向位于兩個金屬墊片中央；

催化劑腔、石英小球、以及底部的環(huán)型超聲換能器組成紫外線、超聲波、催化劑協(xié)同作用區(qū)；所述催化劑腔包裹在石英管的外部，內(nèi)部填充滿石英小球，環(huán)形超聲換能器位于催化劑腔下方，同樣包裹在石英管的外部，第二進水口和出氣口位于催化劑腔的頂部，第二進氣口和出水口位于催化劑腔的底部，所述金屬底板位于催化劑腔的底部，所述石英管的底部設(shè)有固定套；

所述緩沖氣室A的進口通過若干氣源供氣，出口連接放電反應(yīng)器的第一進氣口；所述緩沖氣室B的進口通過若干氣源供氣，出口通過氣泵連接放電反應(yīng)器的第二進氣口，出口還連接分離箱，分離箱內(nèi)的水箱A儲存經(jīng)放電區(qū)收集到的溶液，分離箱內(nèi)的水箱A通過液泵連接第二進水口；水箱C中待處理的水通過液泵連接第一進水口，出水口連接水箱B，水箱B中存儲經(jīng)催化區(qū)收集到的溶液；

所述金屬墊片連接高壓交流/脈沖電源的輸出端，低壓電極接地，在兩電極間進行放電，所述高壓交流/脈沖電源通過變壓器連接市電，并且連接一個示波器；所述示波器分別連接高壓探頭和電流探頭來采集電壓和電流數(shù)據(jù)，所述超聲波電源為環(huán)形壓電換能器供電；

其步驟如下：

（1-1）放電區(qū)水、氣流量設(shè)置；

（1-2）催化區(qū)水、氣流量設(shè)置；

（1-3）高壓交流/脈沖電源電壓設(shè)置；

（1-4）超聲電功率設(shè)置；

（1-5）改變催化區(qū)氣體種類

通過控制閥門組的通斷來選擇氣體的種類，選擇單一氣體或者混合氣體；

（1-6）活性成分檢測

放電結(jié)束后，取一定量收集到的溶液為待檢測水樣，進行活性成分生成量的檢測，結(jié)合放電時間計算一個放電周期內(nèi)活性成分產(chǎn)量；

（1-7）電信號采集

用高壓探頭、電流探頭采集電壓、電流信號并輸送到示波器上，存儲電壓、電流數(shù)據(jù)；

（1-8）能效比計算

采用瞬時功率法，將步驟（7-7）中采集到的電壓、電流數(shù)據(jù)導(dǎo)入Origin進行數(shù)據(jù)處理，繪制出功率譜圖，再用半峰全寬法計算出一個供電周期的能量；一個放電周期活性成分生成量除以一個放電周期的能量就得到了能效比；

（1-9）圖像繪制

再以通入催化區(qū)的氣體種類為橫坐標(biāo)，分別以活性成分生成量與能效比為縱坐標(biāo)繪制柱狀圖。