纳米材料多相光催化微通道反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种纳米材料多相光催化微通道反应器，包括基体、透明的上盖和透明的石英珠，基体内设有容纳槽，基体的上表面设有与容纳槽连通的广口式上槽口，基体的一侧设有与容纳槽连通的气液固悬浊液进口，基体的另一侧设有与容纳槽连通的气液固悬浊液出口，上盖可拆卸地密封固定于基体的顶部以封闭上槽口并形成透明光窗，石英珠作为填料填满容纳槽，容纳槽内的石英珠紧密堆积形成三维立体多孔微通道以作为气固液三相通道及光催化反应通道。通过石英珠的大小调控微通道的尺寸大小，清洗方便，容易清堵，解决传统刻蚀通道不易清洗、堵塞即报废的问题。塞即报废的问题。塞即报废的问题。

【技术实现步骤摘要】
纳米材料多相光催化微通道反应器


[0001]本专利技术涉及微流控多相催化
，具体涉及一种纳米材料多相光催化微通道反应器。

技术介绍

[0002]现阶段，微流控用于多相催化反应领域时，都是将固相催化剂固定在反应器中，催化剂前后用过滤器拦挡，防止固相催化剂流动。这种方式要求催化剂的粒径必须大于过滤器的孔径。然而，随着纳米材料催化剂的出现及大量使用，过滤器已经无法实现拦挡作用。现有的微通道都是在基体上刻蚀出的沟道，由于沟道尺寸小，所以对加工工艺要求很高，导致加工成本高，同时清洗成本高、难维护；沟道成型后，无法进行改道或变更尺寸等修改，若要应用在不同的或者新的多相催化反应中，需重新制作反应器(主要是基体内的沟道需要重新刻蚀)，但是蚀刻加工周期长，影响实验进度或生产进度；使用时，纳米催化剂直接进入微通道中会很快堵塞微通道，一旦堵塞，基本无法疏通或修复，导致整套微流控装置无法正常使用，严重时直接报废。

技术实现思路

[0003]为此，本专利技术提供一种纳米材料多相光催化微通道反应器，为微流控领域解决纳米材料气液固多相光催化反应的问题提供新的方案，适用于催化剂为固相纳米颗粒、反应原料为液相或气液同时存在的反应体系，以解决微通道加工成本高、清洗成本高、难修改、易堵塞、难清洗、难维护的技术问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种纳米材料多相光催化微通道反应器，包括基体、透明的上盖和透明的石英珠，所述基体内设有容纳槽，所述基体的上表面设有与所述容纳槽连通的广口式上槽口，所述基体的一侧设有与所述容纳槽连通的气液固悬浊液进口，所述基体的另一侧设有与所述容纳槽连通的气液固悬浊液出口，所述上盖可拆卸地密封固定于所述基体的顶部以封闭所述上槽口并形成透明光窗，所述石英珠填满所述容纳槽，所述容纳槽内的所述石英珠紧密堆积形成三维立体多孔微通道以作为气固液三相通道及光催化反应通道，通过调控石英珠的大小以调控微通道的尺寸大小。
[0006]进一步地，所述上盖与所述基体可拆卸连接。
[0007]进一步地，所述基体内还设有冷却液流道，所述冷却液流道位于所述容纳槽的下侧且与所述容纳槽不连通，在所述基体的一侧设有与所述冷却液流道连通的冷却液进口，所述基体的另一侧设有与所述冷却液流道连通的冷却液出口。
[0008]进一步地，还包括透明的下盖，所述基体的下表面设有与所述容纳槽连通的广口式下槽口，所述下盖密封固定于所述基体的底部以封闭所述下槽口并形成透明光窗。
[0009]进一步地，所述下盖与所述基体可拆卸连接。
[0010]本专利技术具有如下优点：
[0011]采用透明石英珠为填料，石英珠在容纳腔内紧密堆积形成三维立体多孔微通道，通过调控石英珠的大小以调控微通道的尺寸大小，相比刻蚀通道，不仅易制造，而且改道或改尺寸等修改也非常简单，只需要全部更换另一种尺寸的石英珠即可；与现有装置中的平面通道相比，石英珠堆积形成的微通道是三维立体的，四通八达，气液固悬浊液流经反应器时不容易堵塞；清洗时，拆掉上盖，把石英珠倒出，可使用多种方式清洗石英珠(如超声波清洗)，易于清洗、维护；如果沉积物无法清洗，可以直接更换石英珠，操作方便，不至整个装置报废(现有装置无法清堵时即报废)；气液固三相悬浊液以流动形式通过反应器时，流经三维立体的多孔微通道，气液固三相悬浊液多次分散和混合，促进传质的同时进行光催化反应；尺寸均一的透明石英珠规律排布(填满后自然形成规律排布)，整体有很好的透光效果，光能透过石英光窗照射到反应器内部，石英珠不影响催化剂对光的吸收；此外，当采用双面光照反应器时，光催化反应效率更高。
附图说明
[0012]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。
[0013]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。
[0014]图1为实施例1提供的一种纳米材料多相光催化微通道反应器的侧视结构示意图；
[0015]图2为实施例1提供的纳米材料多相光催化微通道反应器的俯视结构示意图；
[0016]图3为实施例1提供的反应器中石英珠形成的微通道横截面的示意图；
[0017]图4为实施例1提供的反应器中石英珠形成的微通道另一横截面的示意图；
[0018]图5为实施例2提供的另一种纳米材料多相光催化微通道反应器的侧视结构示意图。
[0019]图中：1
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基体，2
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上盖，3
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石英珠，4
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气液固悬浊液进口，5
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气液固悬浊液出口，6
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冷却液流道，7
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冷却液进口，8
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冷却液出口，9
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下盖。
具体实施方式
[0020]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。
[0021]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。
[0022]实施例1
[0023]如图1和2所示，实施例1提供了一种纳米材料多相光催化微通道反应器，包括基体1、透明的上盖2和透明的石英珠3。
[0024]基体1可采用不锈钢材质的长方体，也可采用其它材质或其它立体几何形状。在长方体的上表面向下加工一个凹槽作为盛放填料的容纳槽，也可以采用铸造方式加工基体1和容纳槽的整体结构。容纳槽在基体1上表面的上槽口为广口形式，既方便加工或铸造成型，又能增大光照面积或光照通道。基体1左侧设有气液固悬浊液进口4，与容纳槽连通，是气液固悬浊液的进液通道；用于与泵或泵送管路相连接。基体1右侧设有气液固悬浊液出口5，与容纳槽连通，是气液固悬浊液(混合有生成物)的排液通道；用于与离心器或分离器等相连接。在基体1内还设有一个冷却液流道6，冷却液流道6位于容纳槽的下侧且与容纳槽不连通；在基体1的左侧设有与冷却液流道6连通的冷却液进口7，基体1的右侧设有与冷却液流道6连通的冷却液出口8；两个冷却液口可与冷却循环机或自来水管连接，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米材料多相光催化微通道反应器，其特征在于，包括基体、透明的上盖和透明的石英珠，所述基体内设有容纳槽，所述基体的上表面设有与所述容纳槽连通的广口式上槽口，所述基体的一侧设有与所述容纳槽连通的气液固悬浊液进口，所述基体的另一侧设有与所述容纳槽连通的气液固悬浊液出口，所述上盖可拆卸地密封固定于所述基体的顶部以封闭所述上槽口并形成透明光窗，所述石英珠填满所述容纳槽，所述容纳槽内的所述石英珠紧密堆积形成三维立体多孔微通道以作为气固液三相通道及光催化反应通道，通过调控石英珠的大小以调控微通道的尺寸大小。2.根据权利要求1所述的纳米材料多相光催化微通道反应器，其特征在于，所述上盖与所述基体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新伟，蔡春水，王英英，王方亮，张国超，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：