一种气固液三相界面光电催化反应池制造技术

本发明专利技术公开了一种气固液三相界面光电催化反应池，包括：具有内腔的本体，本体内设有第一质子交换膜，第一质子交换膜将内腔分隔成充入反应气体的A腔室和充入电解液的B腔室；设置于A腔室内的阴极电极；设置于B腔室内的阳极电极；负载催化剂的导电碳纸，导电碳纸设置于阴极电极和第一质子交换膜之间，且导电碳纸的两侧分别与阴极电极和第一质子交换膜相贴。阳极室质子可以通过质子交换膜浸润到导电碳纸的催化剂上；同时阴极室的高纯反应气体可以直接和催化剂表面接触；如此可在催化剂表面形成气

【技术实现步骤摘要】
一种气固液三相界面光电催化反应池


[0001]本专利技术涉及光电催化
，具体涉及一种气固液三相界面光电催化反应池。

技术介绍

[0002]光电化学还原技术是利用电能将CO2、N2、H2O、CH3OH等反应物还原为各种高附加值化学品，实现太阳能和电能转化为化学能的一种技术。目前对于反应物为气体的反应体系存在的技术瓶颈是溶液相反应体系中所用到的气体反应物是溶解在溶剂里的饱和气体，由于溶解量非常小限制了反应活性的提高。并且目前商业光电催化CO2还原反应池存在漏液、漏气问题难以解决。

技术实现思路

[0003]为此，本专利技术提供一种气固液三相界面光电催化反应池，以解决上述的一个或多个技术问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种气固液三相界面光电催化反应池，包括：
[0006]具有内腔的本体，所述本体内设有第一质子交换膜，所述第一质子交换膜将所述内腔分隔成充入反应气体或液体的A腔室和充入电解液的B腔室；
[0007]设置于所述A腔室内的阴极电极；
[0008]设置于所述B腔室内的阳极电极；
[0009]负载催化剂的导电碳纸，所述导电碳纸设置于所述阴极电极和所述第一质子交换膜之间，且所述导电碳纸的两侧分别与所述阴极电极和所述第一质子交换膜相贴。
[0010]进一步地，还包括石英光窗，所示本体设有与所述A腔室连通的通道，所述石英光窗固定于所述本体外的通道处，光线透过所述石英光窗及所述通道后可照射到所述导电碳纸上。
[0011]进一步地，所述石英光窗包括视镜压片和石英镜片，所述视镜压片与所述本体固定，所述视镜压片具有透光口，所述石英镜片夹设固定于所述视镜压片和所述本体之间，且所述石英镜片位于所述通道和所述透光口之间。
[0012]进一步地，所述本体包括从前向后依次设置的钛制阴极室池体、绝缘池体和钛制阳极室池体，所述阴极室池体与石英光窗通过螺丝相固定，所述绝缘池体、阳极电极以及阳极室池体通过螺丝相固定。
[0013]进一步地，所述第一质子交换膜固定于绝缘池体的靠近阴极室池体的一侧，所述阴极电极与导电碳纸相固定，所述阴极电极可拆卸地设置于所述阴极室池体和绝缘池体之间。
[0014]进一步地，所述A腔室内设有参比电极，所述参比电极与所述阴极室池体相固定。
[0015]进一步地，所述本体内还设有第二质子交换膜，所述第二质子交换膜将所述B腔室分隔成充入阴极电解液的B1腔室和充入阳极电解液的B2腔室，所述B2腔室内设有所述阳极
电极，所述B1腔室内设有参比电极。
[0016]进一步地，在所述阴极室池体和绝缘池体之间还设有参比池体，所述第二质子交换膜夹设于所述参比池体和所述绝缘池体之间，所述阴极电极与导电碳纸相固定，所述阴极电极可拆卸地设置于所述阴极室池体和参比池体之间。
[0017]进一步地，所述本体设有与A腔室连通的用于通CO2、N2等气体的进气口和出气口(也可作为液体的进出口)、与所述B2腔室连通的第一进液口和第一出液口、以及与B1腔室连通的第二进液口和第二出液口。
[0018]进一步地，各电极的接线柱位于所述本体外。
[0019]本专利技术具有如下优点：
[0020]采用质子交换膜将阴极室(A腔室)和阳极室(B腔室)隔开，阴极室用于充高纯反应气体，阳极室用于充阳极电解液；负载催化剂的导电碳纸放置于质子交换膜和阴极镀金铜导电板之间，实现了阳极室质子可以通过质子交换膜浸润到导电碳纸的催化剂上；同时阴极室的高纯反应气体可以直接和催化剂表面接触；如此可在催化剂表面形成气
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固
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液三相界面催化活性中心，大幅度提高了光电催化反应活性。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
[0022]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
所能涵盖的范围内。
[0023]图1为本专利技术实施例1提供的一种气固液三相界面光电催化反应池的立体图(两室结构)；
[0024]图2为本专利技术实施例1提供的气固液三相界面光电催化反应池的爆炸视图；
[0025]图3为本专利技术实施例2提供的另一种气固液三相界面光电催化反应池的立体图(三室结构)；
[0026]图4为本专利技术实施例2提供的气固液三相界面光电催化反应池的爆炸视图。
[0027]图中：1
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本体，11
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阴极室池体，12
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绝缘池体，13
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阳极室池体，14
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参比池体，21
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第一质子交换膜，22
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第二质子交换膜，3
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阴极电极，4
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阳极电极，5
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导电碳纸，6
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石英光窗，61
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视镜压片，62
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石英镜片，7
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参比电极。
具体实施方式
[0028]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。
[0030]实施例1
[0031]如图1和2所示，实施例1提供了一种气固液三相界面光电催化反应池，包括本体1、第一质子交换膜21、阴极电极3、阳极电极4、导电碳纸5、石英光窗6以及参比电极7。
[0032]本实施例以CO2气体原料为例。本体1具有内腔，本体1内设有第一质子交换膜21将内腔分隔成充入CO2气体的A腔室和充入电解液的B腔室；其中A腔室称之为阴极室，B腔室称之为阳极室；A腔室设有进出气口，B腔室设有进出液口，可以采用流动相不断给反应池提供反应原料。阴极电极3设置于A腔室内，其接线柱位于本体1外。阳极电极4设置于B腔室内，其接线柱位于本体1外。导电碳纸5表面负载有催化剂，导电碳纸5设置于阴极电极3和第一质子交换膜21之间，且导电碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气固液三相界面光电催化反应池，其特征在于，包括：具有内腔的本体，所述本体内设有第一质子交换膜，所述第一质子交换膜将所述内腔分隔成充入反应气体的A腔室和充入电解液的B腔室；设置于所述A腔室内的阴极电极；设置于所述B腔室内的阳极电极；负载催化剂的导电碳纸，所述导电碳纸设置于所述阴极电极和所述第一质子交换膜之间，且所述导电碳纸的两侧分别与所述阴极电极和所述第一质子交换膜相贴。2.根据权利要求1所述的气固液三相界面光电催化反应池，其特征在于，还包括石英光窗，所示本体设有与所述A腔室连通的通道，所述石英光窗固定于所述本体外的通道处，光线透过所述石英光窗及所述通道后可照射到所述导电碳纸上。3.根据权利要求2所述的气固液三相界面光电催化反应池，其特征在于，所述石英光窗包括视镜压片和石英镜片，所述视镜压片与所述本体固定，所述视镜压片具有透光口，所述石英镜片夹设固定于所述视镜压片和所述本体之间，且所述石英镜片位于所述通道和所述透光口之间。4.根据权利要求2所述的气固液三相界面光电催化反应池，其特征在于，所述本体包括从前向后依次设置的钛制阴极室池体、绝缘池体和钛制阳极室池体，所述阴极室池体与石英光窗通过螺丝相固定，所述绝缘池体、阳极电极以及阳极室池体通过螺丝相固定。5.根据权利要求4所述的气固液三相界面光电催化反应池，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新伟，蔡春水，王英英，张国超，王方亮，徐瑞良，陈涛，
申请(专利权)人：北京中教金源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：