多功能光催化反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能光催化反应器，包括配套电源和光源灯管，配套电源与光源灯管连接，光源灯管放在石英玻璃管的腔体内，石英玻璃管下部设冷却风扇，在石英玻璃管外套一玻璃外壳，石英玻璃管与玻璃外壳形成一封闭反应区Ｄ，在玻璃外壳的下端设进液管，上端设排液管和排气管，其中排气管的管口高于排液管的管口。本实用新型专利技术选用内置光源形式，最外层有铝箔封闭，形成一个光线往复反射的封闭区域，光照均匀，光源利用效率高，光泄漏造成的污染较小。同时，内水冷改成内风冷加外水冷，使结构简化，避免复杂的石英玻璃水夹套配件，仅仅使用一根商品石英玻璃管，大大降低制作成本。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光催化反应的多功能反应器。
技术介绍
目前，光催化反应是一个热点研究领域，包括光催化剂的制备、光催化剂 光催化性能的评价、光催化反应的研究。除了制备外，都要使用光催化反应器， 各种反应器在光源使用效率上考虑较多，但考虑的使用面较窄，功能单一，有 的结构较复杂，使用过程中的清洗和维护比较麻烦，不利于研究效率的提高。
技术实现思路
本技术就是为了解决上述问题，设计出了多功能光催化反应器。本技术的具体技术方案是 一种多功能光催化反应器，包括配套电源 和光源灯管，配套电源与光源灯管连接，光源灯管放在石英玻璃管的腔体内， 石英玻璃管下部设冷却风扇，在石英玻璃管外套一玻璃外壳，石英玻璃管与玻 璃外壳形成一封闭反应区D，在玻璃外壳的下端设进液管，上端设排液管和排 气管，其中排气管的管口高于排液管的管口。上述的多功能光催化反应器，进液管为两个，且进液管同一时针方向向切 向设置在玻璃外壳底部。上述的多功能光催化反应器，在玻璃外壳的上下部各设一密封圈，在玻璃 外壳的外层还套一铝箔层。上述的多功能光催化反应器，进液管通过两个三通连接到循环泵上，三通 的另一个端口与管道相连接，循环泵与循环泵间歇控制电源相连，循环泵上还 连有冷凝管，冷凝管的另一端与反应器的排液管连接。上述的多功能光催化反应器，冷凝管上端还设有小肚T型三通，小肚T型三通的顶端插一套有密封套的温度计，另一端口与反应器的排液管相连接。上述的多功能光催化反应器，管道上设止水夹，反应器排气管与排水法收 集氢气装置相连。上述的多功能光催化反应器，管道与鼓气泵相连接，反应器排气管与另一 冷凝管相连接。上述的多功能光催化反应器，在反应器排气管与冷凝管中间装一球形管。本技术的有益效果本技术选用内置光源形式，最外层有铝箔封 闭，形成一个光线往复反射的封闭区域，光照均匀，光源利用效率高，光泄漏 造成的污染较小。同时，外加动力和巧妙的进液口设计，可以保持光催化反应区内的液体旋转上升流动，循环良好，防止催化剂沉降，省去磁力搅拌，给风 冷腾出了空间位置；内水冷改成内风冷加外水冷，使结构简化，避免复杂的石 英玻璃水夹套配件，仅仅使用一根商品石英玻璃管，大大降低制作成本。通过 不同的附件可以实现光催化产氢和降解有机物两类研究，根据实验设计要求， 可以更换不同的光源灯管。本技术应用于光催化反应中产氢和降解两方面 的研究，同时可对相关催化剂的光催化性能做评价研究。附图说明图1是本技术的结构示意图2是本技术的另一种结构示意图3是本技术的另一种结构示意图。具体实施方式如图1所示的多功能光催化反应器，包括配套电源1和光源灯管3，配套电 源1与光源灯管3连接，光源灯管3放在石英玻璃管4的腔体内，石英玻璃管4 下部设冷却风扇7，管内放置光源灯管，同时也是冷却风的风道，直接带走光源 灯管产生的一部分热量；在石英玻璃管4外套一玻璃外壳5，石英玻璃管4与玻 璃外壳5形成一封闭反应区D，在玻璃外壳5的下端设进液管17和进液管21， 上端绿排液管18和排气管19，其中排气管19的管口高于排液管18的管口，进 液管为两个，且每个进液管都同向切向设置在玻璃外壳5上，在玻璃外壳5的 上部设一密封圈2下部设一密封圈26，在玻璃外壳的外层还套一铝箔层6，进 液管17和21通过三通8连接到另一个三通25上，三通25连接到循环泵10上， 三通25的另一个端口与管道9相连接，循环泵IO与循环泵间歇控制电源11相 连，循环泵10上还连有冷凝管12，冷凝管12的另一端与反应器的排液管18连 接，冷凝管12上端还设有小肚T型三通13，小肚T型三通13的顶端插一套有 密封套14的温度计15，另一端口与反应器的排液管18相连接，光源灯管产生 的热量大部分加热了反应器内的液体，液体在循环泵作用下处于封闭循环回路 中，回路中冷凝器冷却了循环的液体，调节冷却水的流速，可以在一定范围内 控制整个反应器内的液体温度，循环泵由循环泵间歇控制电源控制，循环泵快 速旋转的离心叶轮中心形成一个低压区，有利于液体内微小的氢气气泡从液体 内逃逸出来形成大的气泡，循环泵间歇控制电源使循环泵有较短的停转时间， 使形成的气泡从循环泵中浮出，小肚"T"型玻璃三通，作为温度计插口也是取 样口。如图2所示的多功能光催化反应器，结构同上述相同，应用在光催化产氢 反应中，管道9上设止水夹20，反应器排气管19与排水法收集氢气装置16相连。如图2所示的多功能光催化反应器，结构同上述相同，应用在光催化降解 反应中，管道9与鼓气泵22相连接，反应器排气管19与另一冷凝管24相连接， 在反应器排气管19与冷凝管24中间装一球形管23。上述的多功能光催化反应器的光源灯管可以根据实验设计要求使用特征波 长不同的灯管，可以是紫外线杀菌灯、中压汞灯、高压汞灯、氙灯等光源，用 于不同特征波长光源下的光催化研究；上述还可以对多数金属氧化物和硫化物及其含氧酸盐，包括二氧化钛、氧 化锌、三氧化钨、氧化锡、氧化镉、硫化镉、硫化锌、氧化铁、钛酸锶的光催 化性能做研究及评价，也可以对所述材料改性后的光催化剂性能做研究和评价， 这些改性包括所述半导体材料表面沉积铂、钯、金、钌、银、铜金属，包括在 所述半导体中掺杂Fe3+、 Fe2+、 V3+、 V4+、 V5+、 Cr3+、 Mn3+、 Co2+、 Co3+、 Ni2+、 Ni3+、 Zn2+、 Zr4+、 Mo5+、 Ru:,+、 Rh3+、 Sn4+、 Sb5+、 0s3+、 Ta'5+金属离子，包括在所述半导体 中掺杂C、 N、 S元素的非金属离子。本技术的工作过程在光催化产氢反应实验中如图2将整套反应器装 配好后，夹好止水夹20，检验系统的气密性，检查完毕从排气口将反应用的一定 体积液体移入反应器中，液体平稳后使液面超过排液口 18少许，连接好排水集 气套件；将氩气或氮气(依据具体实验而定)管道接入到管道9上，打开止水 夹20，液面会沿玻璃管上升一定高度，打开气源高压开关，再缓慢打开低压开 关，控制气流速度，使排水集气管口均匀冒出气泡即可。打开循环泵间歇控制 电源ll，循环泵10运转，液体开始循环，由于循环泵的外力作用，在两个进液 口切向作用下，主体反应器内的液体呈现旋转上升状态，再从排液口18流出， 流经小肚"T"型三通13，温度计15可以读出液体温度，流经冷凝管12，在有 冷凝水的作用下可以使系统内循环的液体降低温度，而后回到循环泵10，构成完 整的液体循环。 一定时间排净液体内和反器内的空气后，关闭气源，关闭止水 夹20,打开冷凝水开关，打开冷却风扇7电源，打开灯管电源1，开始光催化 产氢实验，使用排水集气装置16收集气体，可以测量一定时间内气体的体积， 收集少部分用于检测氢气的含量，冷却水的大小可以控制系统循环液体的温度。 值得注意的是如果采用紫外线灯管做光源，要用铝箔把整个能漏光的地方全部 遮挡严实。在光催化降解实验，以降解有机废水为例，如图3所示，洁净的整套反应 器装配好后，将反应用的一定体积液体倒入反应器中，液体平稳后使液面超过 排液口18少许，打开循环泵间歇控制电源ll，循环泵10运转，液体开始循环，由于循环泵的外力作用，在两个进液口切向作用下，主体反应器内的液体呈现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能光催化反应器，包括配套电源（１）和光源灯管（３），配套电源（１）与光源灯管（３）连接，其特征在于：光源灯管（３）放在石英玻璃管（４）内，石英玻璃管（４）下部设冷却风扇（７），在石英玻璃管（４）外套一玻璃外壳（５），石英玻璃管（４）与玻璃外壳（５）形成一封闭反应区Ｄ，在玻璃外壳（５）的下端设进液管（１７），上端设排液管（１８）和排气管（１９），其中排气管（１９）的管口高于排液管（１８）的管口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑先君，付永，魏丽芳，张治红，魏明宝，
申请(专利权)人：郑州轻工业学院，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]