[實(shí)用新型]一種超薄的管式光催化反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201922088195.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN211688987U
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳加藏;向后奎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C12M1/00
• 分類號(hào): C12M1/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 王敏鋒

本實(shí)用新型公開了一種超薄的管式光催化反應(yīng)器，包括管狀光源、套管、進(jìn)料管、出料管以及堵頭，所述管狀光源外側(cè)套有套管，所述套管的兩端設(shè)置有環(huán)形堵頭，所述套管的左右兩側(cè)端分別設(shè)置有進(jìn)料管和出料管，且所述管狀光源與所述套管同心設(shè)置，管狀光源與套管之間的間距小于等于1mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，易操作、成本低廉，且能大幅度提高反應(yīng)速率，實(shí)際催化效果好，便于工業(yè)化應(yīng)用；本實(shí)用新型中，通過(guò)對(duì)串聯(lián)的管式反應(yīng)器數(shù)量加以調(diào)整，能充分保證催化效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光催化技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種超薄的管式光催化反應(yīng)器。

背景技術(shù)

光催化反應(yīng)以其低成本、綠色環(huán)保，一直受到學(xué)者的廣泛關(guān)注，如光催化制氫、光催化還原二氧化碳等都是催化領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。然而，不可忽略的是，光反應(yīng)效率往往很低，如光催化產(chǎn)氫，目前普遍的技術(shù)只達(dá)到幾mmol·g^-1·h^-1級(jí)別，甚至更低，而這嚴(yán)重阻礙了的其大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用。如何提高反應(yīng)效率？

光催化的原理是在一定的光照條件下，組成有機(jī)物的某些化學(xué)鍵吸收光能后發(fā)生斷裂，生成自由基，不同的自由基彼此之間重新耦合聯(lián)接，從而形成新的物質(zhì)。而在有半導(dǎo)體催化劑情況下，光照后其價(jià)帶電子會(huì)被激發(fā)越過(guò)禁帶而躍遷到導(dǎo)帶上，并產(chǎn)生相應(yīng)的空穴和電子，從而產(chǎn)生如羥基自由基、超氧自由基等。而這些自由基活性高，能其與有機(jī)物分子迅速反應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加速反應(yīng)的目的。

因此，為了提高反應(yīng)效率，基于化學(xué)動(dòng)力學(xué)理論，除了催化劑的研發(fā)外，大家設(shè)計(jì)出來(lái)了諸多的反應(yīng)器，如申請(qǐng)?zhí)?01710160259.6一種螺旋廊道式光催化反應(yīng)器、申請(qǐng)?zhí)?01710281898.8一種光催化還原CO2反應(yīng)器、申請(qǐng)?zhí)?01720450291.3光催化反應(yīng)器及反應(yīng)系統(tǒng)、申請(qǐng)?zhí)?01720843528.4高效的液芯光纖光催化反應(yīng)器、申請(qǐng)?zhí)?01811175473.X一種固定化光催化薄膜反應(yīng)器以及申請(qǐng)?zhí)?01810868051.4一種滴流式紫外光催化反應(yīng)器等。

以上所設(shè)計(jì)的反應(yīng)器的光催化效果較以往光催化反應(yīng)器有了一些提高，但其性能上并未有革命性的突破，且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往非常復(fù)雜，成本非常較高昂，不利于實(shí)際的大規(guī)模應(yīng)用。因此，如何在低成本下，實(shí)現(xiàn)高效的光催化反應(yīng)是光催化工業(yè)化應(yīng)用急需解決的重點(diǎn)難題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于基于化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基本原理上，從最基本的如何提高活化分子(或自由基)之間的直接碰撞(或接觸)概率(即發(fā)生反應(yīng))的目的出發(fā)，提供一種超薄的管式光催化反應(yīng)器，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、適用范圍廣的特點(diǎn)，而反應(yīng)效率卻能得到百倍提高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種超薄的管式光催化反應(yīng)器，包括管狀光源、套管、進(jìn)料管、出料管以及堵頭，所述管狀光源外側(cè)套有套管，所述套管的兩端設(shè)置有環(huán)形堵頭，所述套管的左右兩側(cè)端分別設(shè)置有進(jìn)料管和出料管，且所述管狀光源與所述套管同心設(shè)置，管狀光源與套管之間的間距為小于等于1mm。

優(yōu)選的：所述光催化反應(yīng)器能夠單獨(dú)使用，或者多個(gè)光催化反應(yīng)器進(jìn)行串聯(lián)后聯(lián)合使用。

優(yōu)選的：所述管狀光源為石英或玻璃材質(zhì)的直線型日光燈、紫外燈、汞燈。

優(yōu)選的：所述套管的材質(zhì)為石英、不銹鋼、普通玻璃、陶瓷中的一種。

優(yōu)選的：所述堵頭的材質(zhì)包括聚四氟乙烯。

優(yōu)選的：光催化劑可以直接以噴涂或者涂刷的方式直接負(fù)載于管狀光源的外表面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：