一种反应池及原位漫反射红外检测器制造技术

本发明专利技术公开了一种反应池及原位漫反射红外检测器，反应池包括反应池本体、两个电极和两个绝缘垫块，反应池本体的下端中部设有出气口，两个电极与两个绝缘垫块一一对应，两个电极分别通过对应的绝缘垫块绝缘安装在反应池本体内，两个电极上端的水平高度均低于反应池本体上端的水平高度，两个电极分别为高压电极和接地电极；两个电极用以共同托起催化剂层。如此可通过两个电极对催化剂层施加电场，从而可使得催化剂层在反应池内进行热

【技术实现步骤摘要】
一种反应池及原位漫反射红外检测器


[0001]本专利技术属于红外光谱原位检测
，尤其涉及一种反应池及原位漫反射红外检测器。

技术介绍

[0002]热催化反应广泛应用于工业生产中，是利用提高温度来增加分子运动的速度和能量，从而提升催化化学反应速率。同时，热催化过程要使用催化剂，虽然持续提高温度会促进热催化反应速率，但是过高的温度会导致催化剂失活，反而起到抑制作用。为了解决这对矛盾，近些年，有研究表明利用热电耦合催化能够显著提升传统热催化的反应活性和转化率，该过程包括了热催化反应效应和电催化反应效应。利用在催化剂上施加电场，可显著提高催化剂的活性和选择性，尤其是在低温下的反应速率大幅度提高。与传统热催化反应相比，热
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电耦合催化效应具有加热速率快，热惯性小，调节灵活的特点，而且通过施加电场实现了各种反应的低温化操作，降低了反应能耗。因此，热
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电耦合催化反应具有重要的应用前景。
[0003]热
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电耦合催化反应通常发生在固体催化剂与气体(或液体)反应物的界面上，在电场作用下反应过程中会存在多个质子和电子的转移，以及自由基和亚稳态分子等。与传统热催化相比，热
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电耦合催化的反应机理具有显著的区别，同时，明晰热
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电耦合催化反应机理是该方法推广应用的前提。由于这些自由基及亚稳态分子在空气中非常不稳定，容易被氧化，采用离线方法无法进行真实深入的机理分析。因此，亟需开发热
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电耦合催化反应的原位在线检测方法。
[0004]原位漫反射红外光谱技术是一种常见的研究固体样品表面吸附物种的方法，已经应用在探索催化反应机理中。现有原位红外装置主要针对传统热催化反应过程中，固体粉末催化剂表面化学物种的分析，但是无法满足施加电场时对热
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电耦合反应的中间产物的检测。因此，有必要提供一种能够原位检测热
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电耦合反应过程中催化剂表面物种结构的装置。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种结构简单，且可进行热
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电耦合催化反应的反应池。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种反应池，包括反应池本体、两个电极和两个绝缘垫块，所述反应池本体的下端中部设有出气口，两个电极与两个所述绝缘垫块一一对应，两个所述电极分别通过对应的所述绝缘垫块绝缘安装在所述反应池本体内，两个所述电极上端的水平高度均低于所述反应池本体上端的水平高度，两个所述电极分别为高压电极和接地电极；
[0007]两个所述电极用以共同托起催化剂层，所述催化剂层用以将所述反应池本体的槽口封堵；
[0008]当所述催化剂层为板形催化剂块时，所述催化剂层托在两个所述电极的上端；
[0009]当所述催化剂层为粉末状催化剂时，两个所述电极的上端设有绝缘材质的筛板，两个所述电极的上端均突出于所述筛板的上端，且所述筛板将所述反应池本体分割成下腔室和上槽室，所述催化剂层设置在所述筛板的上端。
[0010]上述技术方案的有益效果在于：如此可通过两个电极对催化剂层施加电场，从而可使得催化剂层在反应池内进行热
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电耦合催化反应，当催化剂层为板形催化剂时，其为整体，故其可直接托在两个电极上，而当催化剂层为粉末状时，为了避免催化剂掉落至反应池内底部，故需在反应池内设置筛板来将催化剂层托起，而筛板上的筛孔可供气态产物通过。
[0011]上述技术方案中所述反应池本体为方槽形，两个所述绝缘垫块均为直条形，并水平间隔的安装在反应池本体内的两侧，两个所述绝缘垫块的两端分别延伸至与所述反应池本体的两端相抵。
[0012]上述技术方案的有益效果在于：将反应池本体设为方槽形，这样使得电场在催化剂层的分布更加均匀。
[0013]上述技术方案中所述绝缘垫块和筛板均为耐高温陶瓷材质构件。
[0014]上述技术方案的有益效果在于：其耐高温性能佳，同时绝缘性能好。
[0015]上述技术方案中两个所述绝缘垫块上端相互靠近的一侧均为向下凹设有阶形的第一缺口，两个所述电极均为直条形，并分别嵌装在对应所述绝缘垫块的第一缺口内。
[0016]上述技术方案的有益效果在于：如此使得电极嵌在所述绝缘垫块的上端，避免电极与反应池本体接触。
[0017]上述技术方案中两个所述电极相互靠近的一侧均凹设有阶形的第二缺口；
[0018]所述筛板的两侧分别托在两个所述电极的第二缺口内，且所述筛板所述反应池本体分割成所述上槽室和下腔室。
[0019]上述技术方案的有益效果在于：如此使得催化剂层的两侧嵌在两个所述电极的第一缺口内，从而使得催化剂层与电极接触效果好。
[0020]上述技术方案中还包括两个压条，两个所述压条与两个所述电极一一对应，每个所述压条的一端转动安装在所述反应池本体侧壁的上端，并靠近对应的所述电极，当所述催化剂层为板形催化剂块时，两个所述压条的另一端均可转动至压在所述催化剂层的上端，以对所述催化剂层进行竖向限位。
[0021]上述技术方案的有益效果在于：如此可通过压条将催化剂层压在两个电极上，避免催化剂层在气流吹动下跳动挪位。
[0022]上述技术方案中还包括热电偶，所述热电偶置于所述反应池本体内，并位于两个所述绝缘垫块之间；
[0023]当所述催化剂层为板形催化剂块时，所述热电偶的上端与所述催化剂层的下端接触；
[0024]当所述催化剂层为粉末状催化剂时，所述热电偶穿过所述筛板并与所述催化剂层接触；
[0025]所述反应池本体的侧壁上还设有穿线孔，所述热电偶和两个电极的导线均经所述穿线孔密封穿出至所述反应池本体外。
[0026]上述技术方案的有益效果在于：如此可由热电偶实时的对催化剂层进行测温。
[0027]本专利技术的目的之二在于提供一种结构简单，且可对热
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电耦合催化反应进行检测的原位漫反射红外检测器。
[0028]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种原位漫反射红外检测器，包括上端盖、下壳体和如上所述的反应池，所述下壳体为槽体形，且其槽口朝上，所述反应池通过支撑柱支撑在所述下壳体的内中部，且所述反应池的下端设有加热元件，所述上端盖密封安装在所述下壳体的槽口处，且所述下壳体上设有与所述下壳体内连通的进气口以及内延至与所述反应池下端出气口连通的排气口，所述下壳体内位于所述反应池外还盘设有冷却盘管，所述冷却盘管的两端均延伸至所述下壳体外，所述冷却盘管的一端为冷却水入口，其另一端为冷却水出口，所述上端盖上具有朝向所述反应池上端的观察窗口、红外光入射窗口和红外光出射窗口。
[0029]上述技术方案的有益效果在于：如此可由加热元件对反应池进行加热，并此时进气口通入的气体与催化剂层接触后并进行反应，反应形成的产物经反应池底部的出气口排出，而上端盖处射入的红外光和射出的红外管可形成红外光谱。
[0030]上述技术方案中所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应池，其特征在于，包括反应池本体(11)、两个电极(12)和两个绝缘垫块(13)，所述反应池本体(11)的下端中部设有出气口(111)，两个电极(12)与两个所述绝缘垫块(13)一一对应，两个所述电极(12)分别通过对应的所述绝缘垫块(13)绝缘安装在所述反应池本体(11)内，两个所述电极(12)上端的水平高度均低于所述反应池本体(11)上端的水平高度，两个所述电极(12)分别为高压电极和接地电极；两个所述电极(12)用以共同托起催化剂层(16)，所述催化剂层(16)用以将所述反应池本体(11)的槽口封堵；当所述催化剂层(16)为板形催化剂块时，所述催化剂层(16)托在两个所述电极(12)的上端；当所述催化剂层(16)为粉末状催化剂时，两个所述电极(12)的上端设有绝缘材质的筛板(14)，两个所述电极(12)的上端均突出于所述筛板(14)的上端，且所述筛板(14)将所述反应池本体(11)分割成下腔室和上槽室，所述催化剂层(16)设置在所述筛板(14)的上端。2.根据权利要求1所述的反应池，其特征在于，所述反应池本体(11)为方槽形，两个所述绝缘垫块(13)均为直条形，并水平间隔的安装在所述反应池本体(11)内的两侧，两个所述绝缘垫块(13)的两端分别延伸至与所述反应池本体(11)的两端相抵。3.根据权利要求2所述的反应池，其特征在于，所述绝缘垫块(13)和筛板(14)均为耐高温陶瓷材质构件。4.根据权利要求3所述的反应池，其特征在于，两个所述绝缘垫块(13)上端相互靠近的一侧均为向下凹设有阶形的第一缺口(131)，两个所述电极(12)均为直条形，并分别嵌装在对应所述绝缘垫块(13)的第一缺口(131)内。5.根据权利要求3所述的反应池，其特征在于，两个所述电极(12)相互靠近的一侧均凹设有阶形的第二缺口(121)；所述筛板(14)的两侧分别托在两个所述电极(12)的第二缺口(121)内，且所述筛板(14)所述反应池本体(11)分割成所述上槽室和下腔室。6.根据权利要求1
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5任一项所述的反应池，其特征在于，还包括两个压条(15)，两个所述压条(15)与两...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡松，周雪琛，何立模，陶冲，李加航，任强强，李寒剑，汪一，苏胜，向军，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：