本发明专利技术公开了一种光催化分解水活性评价装置，包括磁力搅拌恒温循环水浴箱、内置式光催化反应器、U型玻璃管、第一玻璃导管、第二玻璃导管、单向放空阀及玻璃三通活塞，第二玻璃导管与U型玻璃管相连；内置式光催化反应器包括反应器主体和冷井；冷井的内部设有光源，光源为汞灯或氙灯中的一种，冷井侧壁的上端设有进水口和出水口，进水口和出水口均通过软管与磁力搅拌恒温循环水浴箱相连；反应器主体侧壁的上端设有进气口和出气口，出气口一端连接有第一玻璃导管；U型玻璃管的自由端连接有储液球；第二玻璃导管上设有火花放电器和支管，支管上设有橡胶密封垫片。本发明专利技术价格便宜，操作简单，使用方便，体积小，对催化剂活性评价的效果好。
【技术实现步骤摘要】
一种光催化分解水活性评价装置
本专利技术属于光催化剂活性评价装置
，涉及一种光催化分解水活性评价装置。
技术介绍
近年来，光催化分解水制氢的研究越来越受到人们重视。在该领域的研究中，评价催化剂光催化分解水的活性是一项重要的工作。目前实验室采用的评价光催化剂活性的装置大多由光催化反应器、真空系统和在线气相色谱组成。该装置中反应器和真空体系相连，在光催化分解水反应过程中生成的H2和O2首先进入真空体系，之后由真空取样器取样后进入在线气相色谱仪以进行定量分析，最后得到单位时间内H2和O2的生成量，即催化剂样品的光催化活性。这种装置的优点是能够较为准确和灵敏的对光催化分解水的产物H2和O2进行定量分析。其缺点主要有：整套装置体积大，占用较大的实验室面积；价格贵，仅真空系统部分的价格一般就在10万元左右；抽真空的机械泵的前端设有冷井，工作时需液氮冷冻，以防止水蒸气进入机械泵而对其造成损害，液氮的消耗增加了测试成本。基于这些原因，国内很多希望开展光催化分解水制氢研究的实验室因条件有限而不得不暂缓这方面的工作。基于目前的现状和实际需要，结合我们在实验工作中得到的一些经验，我们提出了一种简单可行的光催化分解水活性评价装置，其基本原理是利用H2和O2均难溶于水的性质，用排水法直接收集光催化分解水反应中生成的H2和O2并测量其总体积，之后由理想气体状态方程计算H2和O2总的物质的量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光催化分解水活性评价装置，以解决上述
技术介绍
中所提出的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种光催化分解水活性评价装置，包括磁力搅拌恒温循环水浴箱、位于磁力搅拌恒温循环水浴箱中的内置式光催化反应器、用于气体体积测试的带有刻度的U型玻璃管、第一玻璃导管、第二玻璃导管、单向放空阀及分别连接第一玻璃导管、第二玻璃导管、单向放空阀一端的玻璃三通活塞，第一玻璃导管与内置式光催化反应器相连，第二玻璃导管与用于气体体积测试的带有刻度的U型玻璃管相连；内置式光催化反应器包括普通玻璃材质的反应器主体和位于反应器主体内部的石英材质的冷井，反应器主体和冷井通过磨口密合；冷井的内部设有光源，光源为汞灯或氙灯中的一种，冷井侧壁的上端设有进水口和出水口，进水口和出水口均通过软管与磁力搅拌恒温循环水浴箱相连；反应器主体侧壁的上端设有进气口和出气口，反应器主体的内部设有进气管，进气管的一端与进气口相连，进气管的另一端距反应器主体底部的距离为2mm，出气口一端连接有第一玻璃导管；U型玻璃管的自由端连接有储液球；第二玻璃导管上设有火花放电器和支管，火花放电器通过导线与电源连接，支管上设有橡胶密封垫片。其中冷井包括内管和外管，内管内设有光源，外管内设有进水管，进水管与进水口相连。其中进气口一端设有连接管，连接管连接有气体钢瓶，连接管上设有截止阀。其中U型玻璃管内装有蒸馏水。本专利技术的有益效果是：价格便宜，操作简单，使用方便，体积小，对催化剂活性评价的效果好；将反应器主体进气口和出气口均设在反应器主体侧壁的上端，一方面可以使反应时反应液几乎充满整个反应器主体以减少装置的死体积，另一方面利于生成气体的排出；玻璃三通活塞和单向放空阀的使用使得气路的各种操作和控制非常方便；火花放电器的设计可以用来很方便的判断产物中H2和O2接近计量比的程度；橡胶密封垫片的设计可以很方便的对气体产物进行取样；可拆卸式U形玻璃管设计，以利于在实验中选择不同体积大小和读数精度的U形玻璃管；配置大功率高精度(±0.5℃)的磁力搅拌恒温循环水浴箱，反应中将整个反应装置放入磁力搅拌恒温水浴箱中，同时用磁力搅拌恒温水浴箱循环水为冷井提供冷却水，确保反应体系恒温。附图说明图1是本专利技术一种光催化分解水活性评价装置的结构示意图。附图标记说明：1.磁力搅拌恒温循环水浴箱，2.内置式光催化反应器，3.U型玻璃管，4.第一玻璃导管，5.第二玻璃导管，6.单向放空阀，7.玻璃三通活塞，8.反应器主体，9.冷井，10.光源，11.进水口，12.出水口，13.进气口，14.出气口，15.进气管，16.储液球，17.火花放电器，18.支管，19.橡胶密封垫片，20.内管，21.外管，22.进水管，23.连接管，24.截止阀。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。一种光催化分解水活性评价装置，如图1所示，包括磁力搅拌恒温循环水浴箱1、位于磁力搅拌恒温循环水浴箱1中的内置式光催化反应器2、用于气体体积测试的带有刻度的U型玻璃管3、第一玻璃导管4、第二玻璃导管5、单向放空阀6及分别连接第一玻璃导管4、第二玻璃导管5、单向放空阀6一端的玻璃三通活塞7，第一玻璃导管4与内置式光催化反应器2相连，第二玻璃导管5与用于气体体积测试的带有刻度的U型玻璃管3相连；内置式光催化反应器2包括普通玻璃材质的反应器主体8和位于反应器主体8内部的石英材质的冷井9，反应器主体8和冷井9通过磨口密合；冷井9的内部设有光源10，光源10为汞灯或氙灯中的一种，冷井9侧壁的上端设有进水口11和出水口12，进水口11和出水口12均通过软管与磁力搅拌恒温循环水浴箱1相连；反应器主体8侧壁的上端设有进气口13和出气口14，反应器主体8的内部设有进气管15，进气管15的一端与进气口13相连，进气管15的另一端距反应器主体8底部的距离为2mm，出气口14一端连接有第一玻璃导管4；U型玻璃管3的自由端连接有储液球16；第二玻璃导管5上设有火花放电器17和支管18，火花放电器17通过导线与电源连接，支管18上设有橡胶密封垫片19。火花放电器17可自制，包括两片靠得很近且平行放置的金属片，每片金属片的一端均设有金属棒，每个金属棒的自由端均设有导线，导线的另一端设有电源插头。工作时将该插头插入普通的带有开关控制的插座里，需要放电时按下插座开关并迅速松开，或者采用一种按下后瞬间导通就自动断开的开关。通电时两金属片之间就会产生电火花，从而点燃H2和O2。火花放电器17与第二玻璃导管5的连接关系为在第二玻璃导管5的水平方向上钻两个小孔，金属片放入第二玻璃导管5内部，金属棒穿过小孔露在第二玻璃导管5外并和导线相连，用普通的商用704胶将小孔处密封。将反应器主体8进气口13和出气口14均设在反应器主体8侧壁的上端，一方面可以使反应时反应液几乎充满整个反应器主体8以减少装置的死体积，另一方面利于生成气体的排出。反应前用N2充分吹扫反应溶液，以排除溶解氧并进一步减少H2和O2在反应溶液中的溶解。玻璃三通活塞7和单向放空阀6的使用使得气路的各种操作和控制非常方便。火花放电器17的设计可以用来很方便的判断产物中H2和O2接近计量比的程度。橡胶密封垫片19的设计可以很方便的对气体产物进行取样。火花放电器17与第二玻璃导管5之间的密封以及橡胶密封垫片19与支管18之间的密封均用普通的商用704胶粘合来完成，经实际检验，该方法简单、可靠、实用。可拆卸式U形玻璃管3设计，以利于在实验中选择不同体积大小和读数精度的U形玻璃管3。配置大功率高精度(±0.5℃)的磁力搅拌恒温循环水浴箱1，反应中将整个反应装置放入磁力搅拌恒温水浴箱1中，同时用磁力搅拌恒温水浴箱1循环水为冷井提供冷却水，以保证反应体系恒本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光催化分解水活性评价装置，其特征在于，包括磁力搅拌恒温循环水浴箱(1)、位于所述磁力搅拌恒温循环水浴箱(1)中的内置式光催化反应器(2)、用于气体体积测试的带有刻度的U型玻璃管(3)、第一玻璃导管(4)、第二玻璃导管(5)、单向放空阀(6)及分别连接所述第一玻璃导管(4)、第二玻璃导管(5)、单向放空阀(6)一端的玻璃三通活塞(7)，所述第一玻璃导管(4)与内置式光催化反应器(2)相连，所述第二玻璃导管(5)与用于气体体积测试的带有刻度的U型玻璃管(3)相连；所述内置式光催化反应器(2)包括普通玻璃材质的反应器主体(8)和位于反应器主体(8)内部的石英材质的冷井(9)，所述反应器主体(8)和冷井(9)通过磨口密合；所述冷井(9)的内部设有光源(10)，所述光源(10)为汞灯或氙灯中的一种，所述冷井(9)侧壁的上端设有进水口(11)和出水口(12)，所述进水口(11)和出水口(12)均通过软管与所述磁力搅拌恒温循环水浴箱(1)相连；所述反应器主体(8)侧壁的上端设有进气口(13)和出气口(14)，所述反应器主体(8)的内部设有进气管(15)，所述进气管(15)的一端与进气口(13)相连，所述进气管(15)的另一端距反应器主体(8)底部的距离为2mm，所述出气口(14)一端连接有第一玻璃导管(4)；所述U型玻璃管(3)的自由端连接有储液球(16)；所述第二玻璃导管(5)上设有火花放电器(17)和支管(18)，所述火花放电器(17)通过导线与电源连接，所述支管(18)上设有橡胶密封垫片(19)。...
【技术特征摘要】
1.一种光催化分解水活性评价装置，其特征在于，包括磁力搅拌恒温循环水浴箱(1)、位于所述磁力搅拌恒温循环水浴箱(1)中的内置式光催化反应器(2)、用于气体体积测试的带有刻度的U型玻璃管(3)、第一玻璃导管(4)、第二玻璃导管(5)、单向放空阀(6)及分别连接所述第一玻璃导管(4)、第二玻璃导管(5)、单向放空阀(6)一端的玻璃三通活塞(7)，所述第一玻璃导管(4)与内置式光催化反应器(2)相连，所述第二玻璃导管(5)与用于气体体积测试的带有刻度的U型玻璃管(3)相连；所述内置式光催化反应器(2)包括普通玻璃材质的反应器主体(8)和位于反应器主体(8)内部的石英材质的冷井(9)，所述反应器主体(8)和冷井(9)通过磨口密合；所述冷井(9)的内部设有光源(10)，所述光源(10)为汞灯或氙灯中的一种，所述冷井(9)侧壁的上端设有进水口(11)和出水口(12)，所述进水口(11)和出水口(12)均通过软管与所述磁力搅拌恒温循环水浴箱(1)相连；所述反应器主体(8)侧壁的上端设有进气口(13)和出气口(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，
申请(专利权)人：大连海洋大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。