一种带温控聚光的气固-液固光催化反应用的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种带温控聚光的气固‑液固光催化反应用的装置，包括设置在磁力搅拌器上的反应罐，所述反应罐的正上方设置有光源，所述反应罐包括罐体及可拆设置在罐体上端口的凸透镜式罐盖，所述罐体内部与气体供给装置相连，罐体内部下端可拆设置有用于放置催化剂的砂芯板，罐体的侧壁设置有罐体保温夹层；所述罐盖的内部设置有罐盖保温夹层，所述罐盖保温夹层经管道与罐体保温夹层连通，罐盖保温夹层与罐体保温夹层之间连接有恒温槽。本发明专利技术结构简单、使用方便，可有效提高光催化效率，同时密闭性好，温度可控，高聚光，可进行一定压力下的实验，适用于气固或液固等不同反应类型。

A device for gas solid liquid solid photocatalytic reaction with temperature controlled condensation

The invention relates to a device for a gas-solid liquid solid photocatalytic reaction with a temperature controlled spotlight, including a reaction tank set on a magnetic stirrer. The reaction tank is provided with a light source at the top of the reaction tank, and the reaction tank includes a tank and a convex lens type lid, which is detachable on the port of the tank, and the inside of the tank and the gas supply. The inner wall of the tank is disposed with a sand core plate for placing the catalyst, and the side wall of the tank is arranged with the insulation layer of the tank; the inner of the tank cover is provided with a heat insulation interlayer of the tank cover, and the insulation interlayer of the tank cover is connected with the heat insulation layer of the tank body, and the connection between the insulation sandwich layer of the tank cover and the tank body insulation intercalation is constant. Warm slots. The invention has the advantages of simple structure and convenient use. It can effectively improve the photocatalytic efficiency, with good airtight, controllable temperature, high concentration of light, and can carry out experiments under certain pressure. It is suitable for different reaction types such as gas solid or liquid solid and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种带温控聚光的气固-液固光催化反应用的装置
：本专利技术涉及一种带温控聚光的气固-液固光催化反应用的装置。
技术介绍
：随着现代工业的迅猛发展和石油等化石能源日渐枯竭，利用太阳能来解决全球性的能源和环境问题越来越受到人们的重视。光催化反应是一种在光的照射下，利用光源产生的光能转换为化学反应所需能量的催化反应。光催化过程可在室温下充分利用太阳光，具有低成本、无污染的优点，被认为是绿色技术。近年来，光催化技术进展迅速，光催化已形成一个独立的研究领域，在环境保护、新能源、国防军事、化工、汽车工业等众多领域得到广泛的应用。但是光催化技术的应用能力仍然受到光催化反应器合理设计的制约和阻碍。同时研究表明光催化材料在不同条件下其催化性能存在较大的差异，而影响光催化性能的因素众多，有：光源（太阳光、可见光、紫外光）、光强、反应体系的温度、气氛、溶解氧等。目前，关于光催化反应器装置的专利就不少（如ZL201410766637.1、ZL201410805678.7和ZL201310305876.2），主要分为外照式反应器和内照式反应器，内照式反应器因冷却系统、光源外形等条件限制，造价高等问题而难以普遍使用。目前实验室中使用较多的是外照式反应器，一般需要与外照式光源结合使用，但是这类光催化反应器很少考虑反应器的恒温问题，虽然市面上有一些外照式反应器有设置循环水夹层，但是一般只是对罐体部分进行控温，而光照窗口仅是一片简单的石英片，由于光源的发热和反应器内温差，底部温度较高的液体会蒸发到盖子上冷凝，最后导致光照受影响。使得反应器的温度难以控制，很难准确控制反应条件，在一定程度上限制了人们对如何提高光催化性能的实验装置的研究思路。另一方面，在光催化反应中，催化剂受光照强度即光子的利用率也时反应器设计中的一个难点。目前，现有的反应器光照面均采用平面层的，这虽然有利于光源发出的平行光的直接穿透，但是也存在着透光后平行光作用于催化剂的表面量较少，很多光并未被催化剂吸收而直接穿透反应器，导致了催化反应中光利用率很低的问题。而探究外借条件如何影响光催化材料的光催化性能是及其必要的，设计合理的光催化反应装置是及其重要的。因此，如何保证反应器反应条件的稳定是本领域迫切需要解决的问题。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于针对以目前小规模用光催化反应器温度控制困难、反应条件难以控制等特点，提供一种带温控聚光的气固-液固光催化反应用的装置，不仅结构简单、使用方便，而且可有效提高光催化效率。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种带温控聚光的气固-液固光催化反应用的装置，包括设置在磁力搅拌器上的反应罐，所述反应罐的正上方设置有光源，所述反应罐包括罐体及可拆设置在罐体上端口的凸透镜式罐盖，所述罐体内部与气体供给装置相连，罐体内部下端可拆设置有用于放置催化剂的砂芯板，罐体的侧壁设置有罐体保温夹层；所述罐盖的内部设置有罐盖保温夹层，所述罐盖保温夹层经管道与罐体保温夹层连通，罐盖保温夹层与罐体保温夹层之间连接有恒温槽。进一步的，所述气体供给装置包括反应气体储放罐、进气管路、出气管路、进气连接头、出气连接头以及压力表，所述进气连接头和出气连接头分别穿过罐体保温夹层与罐体的内部连通，进气连接头与反应气体储放罐的出气口之间经进气管路连通，所述压力表安装在进气管路上；所述出气连接头与反应气体储放罐的进气口之间经出气管路连通。进一步的，所述出气连接头设置在罐体的左侧上端，所述进气连接头位于出气连接头的下方且呈L形，进气连接头的下端口延伸至罐体内底部。进一步的，所述罐体保温夹层的左侧下端及右侧上端分别连接有第一进液连接头和第一出液连接头，所述第一进液连接头经由进液管路与恒温槽的出液口相连通；所述罐盖保温夹层的左、右两端分别连接有第二出液连接头和第二进液连接头，所述第二进液连接头与第一出液连接头之间经中间管路连通，所述第二出液连接头经由进液管路与恒温槽的进液口相连通。进一步的，所述罐盖由蓝宝石玻璃制成。进一步的，所述罐体的右侧下端连接有两根倾斜设置的取样管，两根取样管分别位于砂芯板的上、下两侧，取样管的上端口内设置有硅胶取样塞。进一步的，所述罐盖与罐体之间经若干个法兰夹连接，罐盖的下表面与罐体的上表面之间还设置有O型密封圈。进一步的，所述光源为紫外灯或氙灯，光源与罐盖之间还设置有滤光片。进一步的，所述罐体的内壁下端设置有用于放置砂芯板的支撑凸块。与现有技术相比，本专利技术具有以下效果：（1）本专利技术结构简单、合理，使用方便，可适用于气固和液固的光催化反应；（2）凸透镜式罐盖能将入射光全部汇聚到罐体内的催化剂上，实现最大化的光能量利用，有效提高光催化效率；（3）罐盖保温夹层与罐体保温夹层之间连接恒温槽，便于控制整个装置的温度，防止罐体与罐盖温差过大，导致蒸发的反应液冷凝于罐盖上，改变了光照量，从而使得光催化实验中条件可控性和稳定性差的问题。附图说明：图1是本专利技术实施例的剖面结构示意图。图中：1-磁力搅拌器；2-光源；3-罐体；301-罐体保温夹层；4-罐盖；401-罐盖保温夹层；5-砂芯板；6-恒温槽；7-反应气体储放罐；8-进气管路；9-出气管路；10-进气连接头；11-出气连接头；12-压力表；13-第一进液连接头；14-第一出液连接头；15-进液管路；16-出液管路；17-第二进液连接头；18-第二出液连接头；19-中间管路；20-取样管；21-支撑凸块；22-硅胶取样塞；23-法兰夹；24-O型密封圈。具体实施方式:为了更清楚地解释本专利技术，下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明，显而易见地，下面所列的附图仅仅是本专利技术的一些具体实施例。如图1所示，本专利技术一种带温控聚光的气固-液固光催化反应用的装置，包括设置在磁力搅拌器1上的反应罐，所述反应罐的正上方设置有光源2，所述反应罐包括罐体3及可拆设置在罐体3上端口的凸透镜式罐盖4，通过凸透镜式的罐盖4将灯源2照射于反应罐上的光全部汇聚到样品上，实现最大化的光能量利用；所述罐体3内部与气体供给装置相连，可适用于不同气氛下的光催化反应。罐体3内部下端可拆设置有用于放置催化剂的砂芯板5，通过设置砂芯板5，可使整个装置也适用于采用液相反应物的蒸发气进行气固反应体系；在使用时：当反应体系为气固反应时，可将砂芯板5放置在罐体3内，用于承载分体催化剂或成型催化剂；当反应体系为液固反应时，可将砂芯板5取出。罐体3的侧壁设置有罐体保温夹层301，罐盖4的内部设置有罐盖保温夹层401，所述罐盖保温夹层401经管道与罐体保温夹层301连通，罐盖保温夹层401与罐体保温夹层301之间连接有恒温槽6（所述恒温槽为现有技术，在此不做过多赘述），便于控制罐体3和罐盖4的温度。本实施例中，所述磁力搅拌器1为现有技术，在此不做过多赘述；当反应罐放置在磁力搅拌器1上时，通过在罐体3内设置磁力转子，使磁力搅拌器与磁力转子配合搅拌，使液固反应中催化剂和液相反应物得以充分的接触与反应，提高光催化效率。本实施例中，所述气体供给装置包括反应气体储放罐7、进气管路8、出气管路9、进气连接头10、出气连接头11以及压力表12，所述进气连接头10和出气连接头11分别穿过罐体保温夹层301与罐体3的内部连通，进气连接头10与反应气体储放罐7的出气口之间经进气管路8连通，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带温控聚光的气固‑液固光催化反应用的装置，包括设置在磁力搅拌器上的反应罐，所述反应罐的正上方设置有光源，其特征在于：所述反应罐包括罐体及可拆设置在罐体上端口的凸透镜式罐盖，所述罐体内部与气体供给装置相连，罐体内部下端可拆设置有用于放置催化剂的砂芯板，罐体的侧壁设置有罐体保温夹层；所述罐盖的内部设置有罐盖保温夹层，所述罐盖保温夹层经管道与罐体保温夹层连通，罐盖保温夹层与罐体保温夹层之间连接有恒温槽。

【技术特征摘要】
1.一种带温控聚光的气固-液固光催化反应用的装置，包括设置在磁力搅拌器上的反应罐，所述反应罐的正上方设置有光源，其特征在于：所述反应罐包括罐体及可拆设置在罐体上端口的凸透镜式罐盖，所述罐体内部与气体供给装置相连，罐体内部下端可拆设置有用于放置催化剂的砂芯板，罐体的侧壁设置有罐体保温夹层；所述罐盖的内部设置有罐盖保温夹层，所述罐盖保温夹层经管道与罐体保温夹层连通，罐盖保温夹层与罐体保温夹层之间连接有恒温槽。2.根据权利要求1所述的带温控聚光的气固-液固光催化反应用的装置，其特征在于：所述气体供给装置包括反应气体储放罐、进气管路、出气管路、进气连接头、出气连接头以及压力表，所述进气连接头和出气连接头分别穿过罐体保温夹层与罐体的内部连通，进气连接头与反应气体储放罐的出气口之间经进气管路连通，所述压力表安装在进气管路上；所述出气连接头与反应气体储放罐的进气口之间经出气管路连通。3.根据权利要求2所述的带温控聚光的气固-液固光催化反应用的装置，其特征在于：所述出气连接头设置在罐体的左侧上端，所述进气连接头位于出气连接头的下方且呈L形，进气连接头的下端口延伸至罐体内底部。4.根据权利要求1所述的带温控聚光的气固-液固光催化反应用的装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝淑颖，梁诗景，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35