[發明專利]一種用于催化二氧化碳還原的反應裝置

在審

• 申請號: 202111235015.2
• 申請日: 2021-10-22
• 公開（公告）號: CN113856458A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 張衡;張力方;李成金;陳航榕
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/62
• 代理公司: 上海隆天律師事務所 31282
• 代理人: 朱俊躍;鐘宗

本發明提供了一種用于催化二氧化碳還原的反應裝置，包括第一容器，所述第一容器包括反應器，所述反應器內設有反應腔，所述反應器上設有氣體進口和氣體出口，所述氣體進口和氣體出口分別與所述反應腔相通且所述氣體進口和氣體出口相互通過所述反應腔相通，所述反應腔內設有催化劑載體，所述催化劑載體將所述反應腔分割成進口部分和出口部分，所述進口部分靠近所述氣體進口并遠離所述氣體出口，所述出口部分靠近所述氣體出口并遠離所述氣體進口。本發明有效的提高了催化CO₂還原的效率。

技術領域

本發明涉及化工設備領域，具體地說，涉及一種催化二氧化碳CO₂還原的反應裝置。

背景技術

隨著工業化進程加快，地球生態環境遭到了嚴重破壞，其中影響范圍最大的就是溫室效應。大氣中二氧化碳含量的不斷增加是導致溫室效應的主要原因之一。據報道，目前大氣中二氧化碳的濃度約為350ppm，而當今全世界每年排放的二氧化碳約20億噸，如果按此速度繼續排放，預計到2030年大氣中二氧化碳的濃度將達到560ppm，其結果將導致地球的平均溫度上升1.5～4.5℃。氣溫上升會使亞熱帶地區干燥化，高緯度地區降雨量增加，海洋中結冰區域減少，冰雪提前融化。為了保護人類賴以生存的地球環境，人類不得不考慮碳減排或碳循環措施。

二氧化碳資源化利用主要包括以下幾個方面:(l)二氧化碳轉化為碳納米材料；(2)通過電化學、光化學或光電化學將二氧化碳轉化為更高附加值化學品；(3)通過微生物、酶和微藻等來轉化二氧化碳制成飼料、肥料等生物活性物質；(4)二氧化碳礦化為水泥、灰碴等。而電化學、光化學及光電化學還原二氧化碳的研究是近年來比較熱門的方向。

為此，本領域的技術人員致力于開發一種有效的提高催化二氧化碳還原效率的反應裝置。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明的目的在于提供一種用于催化二氧化碳還原的反應裝置，有效的提升了反應效率。

根據本發明，提供了一種用于催化二氧化碳還原的反應裝置，包括第一容器，所述第一容器包括反應器，所述反應器內設有反應腔，所述反應器上設有氣體進口和氣體出口，所述氣體進口和氣體出口分別與所述反應腔相通且所述氣體進口和氣體出口相互通過所述反應腔相通，所述反應腔內設有催化劑載體，所述催化劑載體將所述反應腔分割成進口部分和出口部分，所述進口部分靠近所述氣體進口并遠離所述氣體出口，所述出口部分靠近所述氣體出口并遠離所述氣體進口。

優選的：所述催化劑載體的形狀為多孔圓盤形。

優選的：還包括光源，所述光源設于所述反應器的上方，所述光源發出的光線穿過所述反應器并進入所述反應腔內催化氣體還原反應。

優選的：所述第一容器還包括殼體，所述殼體內設有恒溫腔，所述殼體上設有恒溫液進口和恒溫液出口，所述恒溫液進口和恒溫液出口分別與所述恒溫腔相通且所述恒溫液進口和恒溫液出口相互通過所述恒溫腔相通，所述反應器設于所述恒溫腔中。

優選的：還包括第二容器，所述第二容器與所述第一容器的反應器相連并與所述反應器的反應腔相通，所述反應器的反應腔中還設有第一電極，所述第一電極與所述催化劑載體相連，所述第二容器中還設有第二電極，所述第二容器與所述反應腔之間還設有質子交換膜。

優選的：所述第二容器與所述反應腔中均設有電解液。

優選的：所述第一電極和/或第二電極由Pt片制成。

優選的：所述催化劑載體由電極材料制成。

優選的：所述第二容器與所述反應腔之間通過兩個法蘭連接。

優選的：所述質子交換膜設于兩個法蘭之間。

本發明的一種用于催化二氧化碳還原的反應裝置，有效的提升了反應效率。

附圖說明