[實用新型]光催化水分解、二氧化碳還原和固氮的反應裝置

有效

• 申請號: 201922157396.1
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN212142562U
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 廖原;王元深;謝鋼
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12;C01B3/04;C01B32/40
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 李文義

本實用新型公開了一種光催化水分解、二氧化碳還原和固氮的反應裝置，其反應釜固定圈的下部與可控溫水套夾層活動密封連接，反應釜固定圈的上部與設置有石英窗口的反應釜頂蓋連接，反應釜固定圈的側面設置有壓力表、取樣閥、進氣閥和出氣閥。本實用新型反應裝置使用方便，密封性好，可實現常壓及高壓反應。本實用新型將壓力表、取樣閥、進氣閥和出氣閥設置于反應釜固定圈的側面，有效擴大了反應釜頂蓋頂部的石英窗口面積，與傳統光催化反應釜相比，石英窗口面積增加了1~2倍，顯著提高了光催化反應效率。

技術領域

本實用新型涉及一種可實現光催化水分解、二氧化碳還原和固氮的反應裝置，屬于能源催化技術領域。

背景技術

光催化是將豐富、清潔、安全的太陽能轉化為可持續、無毒的化學能的過程。自90年代以來，多相光催化反應成為研究熱潮，被廣泛應用于降解廢水、治理污染物，水分解、二氧化碳還原、固氮等多個領域。隨著研究的深入，研究的難度也逐漸加大，對設備和反應裝置的要求也不斷提高。

當前光催化裝置有以下缺陷：1.裝置密封性差，無法有效監測氣體產物的含量；2.裝置無法抽真空，不能有效排除凈裝置內的雜質氣體，造成實驗干擾；3.液體取樣口位于反應器底部，造成反應容器空間無法充分利用；4.無法實現常壓、高壓的轉化利用。因此，單一光催化裝置設計存在一定缺陷。

實用新型內容

針對現有的技術問題，本實用新型提供一種可實現高效光催化水分解、二氧化碳還原和固氮的反應裝置，以克服現有單一光催化裝置的主要不足。

本實用新型實現過程如下：

反應釜固定圈（3）的下部與可控溫水套夾層（1）活動密封連接，反應釜固定圈（3）的上部與設置有石英窗口（4）的反應釜頂蓋（2）連接，反應釜固定圈（3）的側面設置有壓力表（5）、取樣閥（6）、進氣閥（7）和出氣閥（8）。

可控溫水套夾層（1）內腔為反應容器，側面設置有進水口（11）和出水口（12）。

與取樣閥（6）連接的取樣桿（10）從反應釜固定圈（3）的外側穿入到反應釜固定圈（3）內側，與進氣閥（7）連接的進氣桿（9）從反應釜固定圈（3）的外側穿入到反應釜固定圈（3）內側。

所述的石英窗口（4）設置在反應釜頂蓋（2）的頂部中間。

反應釜固定圈（3）與反應釜頂蓋（2）通過螺紋或法蘭密封固定連接。

可控溫水套夾層（1）內可通入液體控制反應容器溫度，所述的可控溫水套夾層為玻璃材質。

本實用新型反應裝置具有以下優點：（1）本實用新型裝置使用方便，密封性好，可實現常壓及高壓反應。（2）本實用新型將壓力表、取樣閥、進氣閥和出氣閥設置于反應釜固定圈的側面，有效擴大了反應釜頂蓋頂部的石英窗口面積，與傳統光催化反應釜相比，石英窗口面積增加了1~2倍，顯著提高了光催化反應效率。（3）可控溫水套夾層控制反應容器內溫度，方便開展實驗設計。（4）本實用新型可實現在線取樣，方便監控實驗進度。本實用新型可適用氣固催化、氣液催化等多個多相催化反應，在光催化分解水、二氧化碳還原、固氮等多個領域均能很好地應用。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖示說明：

1. 可控溫水套夾層；2. 反應釜頂蓋；3.反應釜固定圈；4.石英窗口；5.壓力表 ；6.取樣閥；7.進氣閥；8.出氣閥；9.進氣桿；10.取樣桿；11.進水口；12.出水口。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。