一种光催化反应气体收集与在线检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种气体收集与在线检测系统，具体涉及一种光催化反应气体收集与在线检测系统，其包括通过管道依次串联连接成闭环的光催化反应器、第一回流冷凝管、第一阀门、气体循环装置、第二阀门和第二回流冷凝管；在气体循环装置和第二阀门的管道上按顺序并联连接有标准气体注入单元、取样单元和抽气单元；取样单元包括串联连接的取样阀和四通阀，取样阀与管道连接，取样阀和四通阀分别通过第七阀门与抽气单元连接；本实用新型专利技术的连接管道简单，只需采用取样阀和四通阀就能实现取样单元的功能，气体采集的阀门通道减少，其制作工艺简单，阀门体积小。

【技术实现步骤摘要】
一种光催化反应气体收集与在线检测系统
本技术涉及一种气体收集与在线检测系统，具体涉及一种光催化反应气体收集与在线检测系统。
技术介绍
化石能源不断消耗是当今社会面临的巨大难题。半导体光催化技术在解决该问题具有巨大的潜在应用前景：借助半导体光催化剂催化转化水或者二氧化碳，将能量密度低的太阳能转化成氢气、CO或甲烷等能量密度高的清洁能源。开发高能量转化效率、高稳定性和低成本的新型光催化剂是目前研究的重要方向之一。筛选光催化剂，需要对材料的光催化性能进行评价，即对光催化反应产生的气体进行定性、定量的检测。现有技术中关于光催化反应测试用的微量气体在线收集及在线测试系统，一般是采用封闭式的玻璃环路系统，通过多个四通阀和六通阀组合的在线取样系统，经由气相色谱仪进行气体分析和检测。但是其需要采用四通阀和六通阀等两到三个复杂的多通道玻璃阀门配合使用，这种多个多通道的阀门存在部分弊端：制作工艺更加复杂、价格昂贵，使用维护难度加大，维修费用也较高。或者需要采用多个电磁阀门，价格昂贵，不利于市场推广。或者除去了冷凝回流等玻璃部件，在长时间光照后系统可能会有较多水汽，有可能会损坏整个评价系统和气相色谱。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本技术提供一种简单且高效的光催化反应气体收集与在线检测系统。(二)技术方案为了达到上述目的，本技术采用的主要技术方案包括：一种光催化反应气体收集与在线检测系统，其包括通过管道依次串联连接成闭环的光催化反应器、第一回流冷凝管、第一阀门、气体循环装置、第二阀门和第二回流冷凝管；以气体循环装置和第二阀门连接的管道为主管道，在主管道上按顺序并联连接有标准气体注入单元、取样单元和抽气单元，标准气体注入单元包括与主管道连接的标准气体注入口和设置在标准气体注入口处的第五阀门；取样单元包括串联连接的取样阀和四通阀，取样阀与主管道连接，取样阀和四通阀分别通过第七阀门与抽气单元连接；四通阀还连接于气相色谱仪。可选地，第一回流冷凝管和第二回流冷凝管之间还通过管道连接，并在管道上设有第三阀门。可选地，取样阀包括主体杯和转动杆，主体杯从下到上分为真空部和容置转动杆的调整部；转动杆以调整部的中心轴为转动轴转动；调整部的侧壁上设有与主管道连接的第一开口和与四通阀连接的第二开口，转动杆内部设有两端分别与第一开口和第二开口可断开连接的连接通道；转动杆内部还设有与第二开口可断开连接的真空通道，真空通道的另一端与真空部连接；真空部上设有第三开口通过第七阀门与抽气单元连接。可选地，四通阀包括真空杯、定量环和四个通道连接口；真空杯设有第四开口，第四开口通过第七阀门与抽气单元连接；定量杯与取样阀的第二开口连接；四个通道连接口中的其中两个相邻的通道连接口连接于气相色谱仪，另两个通道连接口与定量杯连接。可选地，光催化反应器，包括从上到下依次设置的光源、透光板和反应容器；反应容器从上到下分为气相部和液相部；气相部设有第一通气管道和第二通气管道。可选地，反应容器在液相部外侧设有冷凝水夹层，在液相部和冷凝水夹层接触面镀有外属银层。可选地，冷凝水夹层的进水口位于液相部下端的对应位置，冷凝水夹层的出水口设置在在液相部上端的对应位置。可选地，冷凝水夹层的出水口和第一回流冷凝管进水口相连接，第一回流冷凝水的出水口和第二回流冷凝水的进水口相连接。可选地，反应容器上设有从气体储存瓶延伸至液相部的进气通道；反应容器在液相部设有液体取样口。可选地，气体循环装置通过第四阀门连接到第二阀门。可选地，抽气单元包括冷井和连接于冷井的真空泵。(三)有益效果与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术的连接管道简单，只需采用取样阀和四通阀就能实现取样单元的取样功能，气体采集的阀门通道减少，其制作工艺简单，阀门体积小，操作程度更加简洁、方便，更适合于实验室操作。本技术属于玻璃制品，成本低；维护难度降低，漏气概率降低。附图说明图1为本技术实施例1的连接示意图；图2为本技术的实施例1的光催化反应器结构示意图；图3为本技术的实施例2的光催化反应器结构示意图；图4为本技术的取样阀在取样状态时的结构示意图；图5为本技术的取样阀在抽气状态时的结构示意图。【附图标记说明】1：光催化反应器；11：光源；12：透光板；13反应容器；131：气相部；132：液相部；133：液体取样口；134：进气通道；135：第一通气管道；136：第二通气管道；137：冷凝水夹层；138：冷凝水夹层的进水口；139：冷凝水夹层的出水口；14：固定夹；15：气体储存瓶。2：第一回流冷凝管；3：第二回流冷凝管；4：第一阀门；5：第二阀门；6：气体循环装置；61第四阀门；7：标准气体注入单元；71标准气体注入口；72：第五阀门；8：取样单元；81：取样阀；811：真空部；8111：第三开口；812：调整部；8121：第一开口；8122：第二开口；813：转动杆；8131：连接通道；8132：真空通道；82：四通阀；9：抽气单元；91：气压计；92：第六阀门；93：第七阀门；94：第八阀门；95：冷井；96：第九阀门；97：真空泵；10：第三阀门。具体实施方式为了更好的解释本技术，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本技术作详细描述。如图1所示，本技术提供的光催化反应气体收集与在线检测系统，其包括通过管道依次连接成闭环的光催化反应器1、第一回流冷凝管2、第一阀门4、气体循环装置6、第二阀门5和第二回流冷凝管3，以气体循环装置6和第二阀门5连接的管道为主管道，在主管道上按顺序并联连接有标准气体注入单元7、取样单元8和抽气单元9，标准气体注入单元7包括与主管道连接的标准气体注入口71和设置在标准气体注入口71处的第五阀门72；取样单元8包括串联连接的取样阀81和四通阀82，取样阀81与主管道连接，取样阀81和四通阀82分别通过第七阀门93与抽气单元9连接；四通阀82还连接于气相色谱仪。其中，抽气单元9上还设有第八阀门94分别与第七阀门93和第六阀门92连接，可让抽气单元9在取样单元8和主管道之间进行切换。其中，第一回流冷凝管2和第二回流冷凝管3的进水口分别设置在第一回流冷凝管2和第二回流冷凝管3的下端，出水口分别设置在第一回流冷凝管2和第二回流冷凝管3的上端。本技术的关键点在于简化了取样单元8的连接管道，通过取样阀81和四通阀82的设置，使光催化反应气体收集与在线检测系统的连接线路气体采集的阀门通道明显减少，其制作工艺简单，阀门体积小，操作程度更加简洁、方便。其中，光催化反应器1的第一通气管道135和第二通气管道136分别连接于第一回流冷凝管2和第二回流冷凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化反应气体收集与在线检测系统，其特征在于：其包括通过管道依次串联连接成闭环的光催化反应器(1)、第一回流冷凝管(2)、第一阀门(4)、气体循环装置(6)、第二阀门(5)和第二回流冷凝管(3)；气体循环装置(6)和第二阀门(5)连接的管道为主管道，主管道上按顺序并联连接有标准气体注入单元(7)、取样单元(8)和抽气单元(9)，所述标准气体注入单元(7)包括与主管道连接的标准气体注入口(71)和设置在标准气体注入口(71)处的第五阀门(72)；/n所述取样单元(8)包括串联连接的取样阀(81)和四通阀(82)，所述取样阀(81)与主管道连接，所述取样阀(81)和四通阀(82)分别通过第七阀门(93)与所述抽气单元(9)连接；四通阀(82)还连接于气相色谱仪。/n

【技术特征摘要】
1.一种光催化反应气体收集与在线检测系统，其特征在于：其包括通过管道依次串联连接成闭环的光催化反应器(1)、第一回流冷凝管(2)、第一阀门(4)、气体循环装置(6)、第二阀门(5)和第二回流冷凝管(3)；气体循环装置(6)和第二阀门(5)连接的管道为主管道，主管道上按顺序并联连接有标准气体注入单元(7)、取样单元(8)和抽气单元(9)，所述标准气体注入单元(7)包括与主管道连接的标准气体注入口(71)和设置在标准气体注入口(71)处的第五阀门(72)；
所述取样单元(8)包括串联连接的取样阀(81)和四通阀(82)，所述取样阀(81)与主管道连接，所述取样阀(81)和四通阀(82)分别通过第七阀门(93)与所述抽气单元(9)连接；四通阀(82)还连接于气相色谱仪。


2.如权利要求1所述的光催化反应气体收集与在线检测系统，其特征在于：所述第一回流冷凝管(2)和第二回流冷凝管(3)之间还通过管道连接，并在管道上设有第三阀门(10)。


3.如权利要求1所述的光催化反应气体收集与在线检测系统，其特征在于：所述取样阀(81)包括主体杯和转动杆(813)，所述主体杯从下到上分为真空部(811)和容置转动杆(813)的调整部(812)；所述转动杆(813)以调整部(812)的中心轴为转动轴转动；
所述调整部(812)的侧壁上设有与主管道连接的第一开口(8121)和与四通阀(82)连接的第二开口(8122)，转动杆(813)内部设有两端分别与第一开口(8121)和第二开口(8122)可断开连接的连接通道(8131)；转动杆(813)内部还设有与第二开口(8122)可断开连接的真空通道(8132)，真空通道(8132)的另一端与真空部(811)连接；所述真空部(811)上设有第三开口(8111)通过第七阀门(93)与所述抽气单元(9)连接。


4.如权利要求1或3所述的光催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明文，王琨沅，程锦添，陈益宾，
申请(专利权)人：福建师范大学福清分校，
类型：新型
国别省市：福建;35