[發明專利]光催化裝置

有效

• 申請號: 202210195190.1
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114515558B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 戈鈞;白云岫
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12;B01J4/00;C12M1/40;C12M1/00;C12M1/38;C12M1/34;C12M1/36
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 尹紅敏

本申請提供了一種光催化裝置，包括容器、連續相通道、分散相通道和光催化反應部件，其中，容器用于容納含有反應原料的分散相；連續相通道用于輸送連續相；分散相通道用于輸送分散相；光催化反應部件包括微液滴形成件、反應器和光源，反應器具有進料口和出料口，微液滴形成件蓋設于進料口，微液滴形成件具有與反應器連通的微液滴形成通道；并且分散相通道連通于容器和微液滴形成通道之間，連續相通道和微液滴形成通道連通并用于向微液滴形成通道輸送連續相，以使流入微液滴形成通道內的分散相形成微液滴，光源用于照射微液滴中的反應原料。該光催化裝置能夠使光催化和生物催化在微液滴中順利進行。

技術領域

本申請涉及催化設備技術領域，具體涉及一種光催化裝置。

背景技術

生物催化由于反應條件溫和及獨特、高效的底物選擇性而受到關注，并得到了迅速的發展，使其在工業生產中被廣泛應用。

在手性藥物成分的合成過程中，一般會將生物催化反應和光催化反應相結合，以高效得到所需的手性藥物成分。然而，光催化反應和生物催化反應通常在不同的介質中進行，而這兩種反應的條件往往會造成彼此失活。

發明內容

本申請提供了一種光催化裝置，該光催化裝置能夠使光催化和生物催化在微液滴中順利進行。

本申請提供了一種光催化裝置，包括：

容器，用于容納含有反應原料的分散相；

連續相通道，用于輸送連續相；

分散相通道，用于輸送分散相；

光催化反應部件，所述光催化反應部件包括微液滴形成件、反應器和光源，所述反應器具有進料口和出料口，所述微液滴形成件蓋設于所述進料口，所述微液滴形成件具有與所述反應器連通的微液滴形成通道；

其中，所述分散相通道連通于所述容器和所述微液滴形成通道之間，所述連續相通道和所述微液滴形成通道連通并用于向所述微液滴形成通道輸送所述連續相，以使流入所述微液滴形成通道內的所述分散相形成微液滴，所述光源用于照射所述微液滴中的反應原料。

本申請的技術方案中，通過連續相通道向微液滴形成通道輸送連續相，該連續相能夠使通入微液滴形成通道的分散相形成微液滴，該微液滴具有較較小的體積和空間限域效應。一方面，微液滴較小的體積可縮短光通過反應原料的路程而降低光的損耗，進而提高光能利用率，并且微液滴所具有較小的體積可增大其比表面積，比表面積的增大能夠有助于提升傳質效率，進而提升反應速率；另一方面，空間限域效應可提升微液滴中的各種反應原料的局部濃度，進一步提升反應速率，并且反應原料中的各生物催化原料會傾向分布于微液滴的表面或者相界面，而光催化過程中所產生的氧化性粒子位于遠離生物催化劑酶的微液滴內部區域，避免其破壞生物催化劑酶的結構，從而提高酶活保留率。因此，該光催化裝置能夠使光催化和生物催化在微液滴中順利進行。

在本申請的一些實施例中，所述光催化裝置還包括氣液分離部件，用于分離所述光催化反應部件所產生的產物，所述氣液分離部件具有進液口和出氣口，所述進液口與所述出料口連通。

在本申請的一些實施例中，所述光催化裝置還包括用于向所述容器內添加所述分散相的分散相添加通道；

所述容器具有第一開口、第二開口和第三開口，所述第一開口與所述分散相通道連通，所述第二開口與所述分散相添加通道連通；

所述氣液分離部件還具有出液口，所述出液口與所述第三開口連通。

在本申請的一些實施例中，所述光催化裝置還包括：

箱體，所述連續相通道設置于所述箱體內；

支撐架，用于支撐所述箱體、所述光催化反應部件及所述氣液分離部件。