一种立体激发的高效催化反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种立体激发的高效催化反应器，包括结构相同、纵向轴对称设置的左部分、右部分，所述左部分、右部分之间设置有通道；所述左部分包括竖向设置的透光通道，设置于透光通道右侧的第一透光导电膜，设置于第一透光导电膜右侧的第二透光导电膜，所述第一透光导电膜与第二透光导电膜之间竖向设置有多个金属纳米颗粒，所述第二透光导电膜的上、下两端设置有源极/漏极，所述第一透光导电膜还与引入的门电压电连接；该立体激发的高效催化反应器能够进行光电协同表面等离激元‑激子耦合进行目标分子的催化反应的调控，不仅反应效率高，而且便于进行反应效率的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种立体激发的高效催化反应器
本专利技术属于表面催化反应器件
，具体涉及一种立体激发的高效催化反应器。
技术介绍
表面等离激元(SPs)是电磁波(光)与金属(或掺杂半导体)表面内的准自由电子气集体振荡相干耦合后形成的一种共振激发元。通常把能局域于金属纳米颗粒表面的电子振荡称为局域表面等离激元共振(LSPR)。在纳米尺度范围，等离激元诱导的催化反应占据主导地位，通常我们把它称作等离激元诱导化学反应。众所周知，等离激元衰减而产生的热电子在等离激元诱导的化学反应中扮演着重要的角色。当热电子暂时吸附于目标分子时，等离激元诱导化学反应中的分子的中性势能面(PES)被注入电子，因此使分子的反应势垒显著降低，同时热电子还能暂时起到连接分子的作用。同时，热电子的动能可以有效地转移给目标分子，为催化反应提供能量；热电子还能作为催化反应所需的能量推动分子反应的发生。然而,现有的表面等离激元催化反应器如图1所示，是将目标分子置于二维半导体材料上进行催化反应，这导致目标分子不能大量的一次性的出现在二维半导体材料上，需要少量目标分子置于二维半导体材料上，待反应结束后，清理后，再次置放目标分子，继续进行反应，这导致目标分子的反应比较麻烦，不能大量连续的进行目标分子的催化反应。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是要解决现有表面等离激元催化反应器无法连续进行目标分子的催化反应问题。本专利技术提供一种立体激发的高效催化反应器，包括结构相同、纵向轴对称设置的左部分、右部分，所述左部分、右部分之间设置有通道；所述左部分包括竖向设置的透光通道，设置于透光通道右侧的第一透光导电膜，设置于第一透光导电膜右侧的第二透光导电膜，所述第一透光导电膜与第二透光导电膜之间竖向设置有多个金属纳米颗粒，所述第二透光导电膜的上、下两端设置有源极/漏极，所述第一透光导电膜还与引入的门电压电连接。所述左部分的透光通道的左侧壁设置有反光层，对应的右部分的透光通道的右侧壁同样设置有反光层。所述左部分的透光通道的底面也设置有反光层，对应的右部分的透光通道的右侧壁同样设置有反光层。所述反光层是由铝制成。所述第一透光导电膜为石墨烯透光导电薄膜或金属氧化物透光导电薄膜。所述第二透光导电膜为石墨烯透光导电薄膜。目标分子位于所述通道中，进行催化反应。入射光垂直照射透光通道的上表面。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的这种立体激发的高效催化反应器，解决了现有表面等离激元催化反应器反应无法连续进行的问题，具体是将金属纳米颗粒竖向排列在透光通道上通过入射光的激发，增强了金属纳米颗粒周围的电场，从而提高了金属纳米颗粒表面的电子振荡，形成催发目标分子进行催化反应的通道区域，这样，目标分子就可以从上往下连续通过通道区域进行催化反应，另一方面通过源极、漏极之间的偏压进行偏压调控、通过与第一透光导电膜电连接所引入的门电压进行门电压调控，从而使得该立体激发的高效催化反应器能够进行光电协同表面等离激元-激子耦合进行目标分子的催化反应的调控，不仅反应效率高，而且便于进行反应效率的控制。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是现有催化反应器结构示意图。图2是本专利申请所提供的立体激发的高效催化反应器结构示意图。图中：1、入射光；2、源极/漏极；3、目标分子；4、透光通道；5、反光层；6、金属纳米颗粒；7、第一透光导电膜；8、第二透光导电膜；9、通道。具体实施方式为进一步阐述本专利技术达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。实施例1为了解决现有表面等离激元催化反应器无法连续进行目标分子的催化反应问题。本专利技术提供了一种如图2所示的立体激发的高效催化反应器，包括结构相同、纵向轴对称设置的左部分、右部分；所述左部分、右部分之间设置有通道9，这样，就可以使目标分子3位于所述通道9中，进行催化反应，目标分子3可以从上往下掉落，在掉落的过程中，发生催化反应，之后，在重力作用下又离开通道9，便于反应后进行收集，也可以连续进行目标分子3的催化反应；所述左部分包括竖向设置的透光通道4，设置于透光通道4右侧的第一透光导电膜7，设置于第一透光导电膜7右侧的第二透光导电膜8，所述第一透光导电膜7与第二透光导电膜8之间竖向设置有多个金属纳米颗粒6，所述第二透光导电膜8的上、下两端设置有源极/漏极2，所述第一透光导电膜7还与引入的门电压电连接。所述左部分的透光通道4的左侧壁设置有反光层5，对应的右部分的透光通道4的右侧壁同样设置有反光层5；进一步的，所述左部分的透光通道4的底面也设置有反光层5，对应的右部分的透光通道4的右侧壁同样设置有反光层5，这样可以更好的进行激发金属纳米颗粒6的表面等离激元效应。上述反光层5可以是由铝制成，金属铝制成的反光层具有很好的反光效果，而且金属铝制成反光层比较轻，而且牢固耐久。所述第一透光导电膜7为石墨烯透光导电薄膜或金属氧化物透光导电薄膜，第一透光导电膜7的要求是便于下述的入射光1穿过，同时具有很好的导电性两个特性，因此，第一透光导电膜7可以选择石墨烯透光导电薄膜或金属氧化物透光导电薄膜，其中金属氧化物透光导电薄膜可以选择ITO、FTO、ZAO三大体系中的任意一种。所述第二透光导电膜8为石墨烯透光导电薄膜，石墨烯透光导电薄膜具有非常好的化学稳定性、柔韧性、导电性、透明性导热性；石墨烯透光导电薄膜中电子的传导速率可达8*105m/s，石墨烯中电子传输速率的阻力很小，可以移动亚微米的距离而不发生散射；另一方面，石墨烯在光的照射下不透明度只有2.2～2.4％，反射率是小于0.1％，可以忽略不计，将目标分子3置于由石墨烯透光导电薄膜覆盖表面的通道9进行催化反应，由于石墨烯透光导电薄膜下方设置有金属纳米颗粒6，在入射光1的作用下，金属纳米颗粒6周围的电场发生了变化，会增强金属纳米颗粒6的表面等离激元效应，从而提高目标分子发生催化反应。入射光1垂直入射透光通道4的上表面，在通道内发生散射，可以激发金属纳米颗粒6表面等离激元效应，进一步增强金属纳米颗粒6表面的电子振荡效率，从而使得该高效催化反应器整体上具有更好的催化目标分子3进行反应的作用，同时可以连续进行目标分子3的催化反应，避免目标分子3催化反应后无法移出反应区域，过度堆积导致无法继续进行催化反应的问题。目标分子3设置于通道9中，通道9的宽度可以根据需要反应的目标分子3进行调节，一般调节的范围在1-100nm之间。最后，需要说明的是，上述的金属纳米颗粒6可以是银颗粒、金颗粒等金属形成的纳米颗粒。这样，在对目标分子3进行催化反应的时候，可以将目标分子3置于通道9中，入射光1垂直透光通道4；在透光通道入射光1透过第一透光导电膜7然后照射到金属纳米颗粒6，对金属纳米颗粒6进行激发，从而产生表面等离激元共振效应，促进目标分子3进行催化反应的效率。在调控目标分子3催化反应效率方面，可以通过调节入射光1的功率进行调节，也可以通过调节源极/漏极之间的偏压，以及第一透光导电膜7引入的门电压进行目标分子3催化反应速率的调节；从而使得该立体激发的高效催化反应器能够进行光电协同表面等离激元-激子耦合进行目标分子的催化反应的调控，不仅反应效率高，而且便于进行反应效率的控制。以本实施例提供的立体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立体激发的高效催化反应器，其特征在于：包括结构相同、纵向轴对称设置的左部分、右部分，所述左部分、右部分之间设置有通道(9)；所述左部分包括竖向设置的透光通道(4)，设置于透光通道(4)右侧的第一透光导电膜(7)，设置于第一透光导电膜(7)右侧的第二透光导电膜(8)，所述第一透光导电膜(7)与第二透光导电膜(8)之间竖向设置有多个金属纳米颗粒(6)，所述第二透光导电膜(8)的上、下两端设置有源极/漏极(2)，所述第一透光导电膜(7)还与引入的门电压电连接。

【技术特征摘要】
1.一种立体激发的高效催化反应器，其特征在于：包括结构相同、纵向轴对称设置的左部分、右部分，所述左部分、右部分之间设置有通道(9)；所述左部分包括竖向设置的透光通道(4)，设置于透光通道(4)右侧的第一透光导电膜(7)，设置于第一透光导电膜(7)右侧的第二透光导电膜(8)，所述第一透光导电膜(7)与第二透光导电膜(8)之间竖向设置有多个金属纳米颗粒(6)，所述第二透光导电膜(8)的上、下两端设置有源极/漏极(2)，所述第一透光导电膜(7)还与引入的门电压电连接。2.如权利要求1所述的一种立体激发的高效催化反应器，其特征在于：所述左部分的透光通道(4)的左侧壁设置有反光层(5)，对应的右部分的透光通道(4)的右侧壁同样设置有反光层(5)。3.如权利要求1所述的一种立体激发的高效催化反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：中山科立特光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44