实验室用一体化气相光催化反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种实验室用一体化气相光催化反应器，包括反应气体发生装置、光催化反应装置、检测装置、尾气处理装置四个部分，所述反应气体发生装置的输气管与检测装置、光催化反应装置底部的进气口相连，光催化反应装置出气口输气管与检测装置、尾气处理装置相连，各部分通过阀门控制气体流通。本实用新型专利技术易于搭建和改装，能够测试不同形态的光催化剂的催化活性，便于催化剂的更换及回收，可根据实验需要更换目标污染物种类，进行单种污染物或者多种污染物混合物的降解测试，并考察湿度、臭氧等多种影响因素对反应过程的影响，可以方便的控制反应条件，并能够实现目标污染物及中间产物的在线监测，适宜于气相光催化反应研究。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种光催化反应装置，特别涉及一种实验室用气相光催化反应装置。
技术介绍
经济发展、不断増加的汽车化、エ业化、城市化、能源消费和历史上对自然资源的管理不善，造成了严重的空气污染问题，危害人类的健康。二十世纪七十年代初发展起来的光催化技术具有反应条件温和、能耗低、可減少二次污染等突出优点，在能源和环境领域有着重要应用前景，因此受到全世界的广泛关注。光催化技术应用于控制空气污染，该技术目前也已经成为研究热点。光催化技术的研究主要集中于对光催化剂和光催化反应条件两个方面。光催化反应器是检验光催化剂性能，探究反应机理，优化反应条件的基础设备，公开报道较少。为使光催化反应稳定且闻效进行，提闻反应体系的反应效率，从而达到闻效、节能、稳定等目的，开发适用于实验室研究的气相光催化反应器显得尤为重要与迫切。目前各研究小组多使用自行搭建的简易光催化反应器来检验催化剂性能，且以液相光催化反应器居多。空气污染物种类繁多，环境复杂，影响因素众多，不同的实验需要对催化剂的活性测试都有不同的要求。中国专利申请200910273087. 9公开的ー种研究气相光催化降解过程的反应器，整体为金属结构，结构复杂，造价较高，使用単一的气敏传感器在线检测气体浓度，多组分污染物降解过程中会产生较多中间产物，很多情况下种类未知，对精确检测造成了一定的困难，且不易于改装，不利于推广应用。200920074436. X为ー种复合型有害废气净化装置，不适合实验室内进行催化剂活性测试。200820200957. 0技术公开了ー种气固相固定床光催化反应器，不利于粉体状催化剂的活性测试。200710018322. 9公开的连续流动式反应器使用多空石英玻璃负载纳米TiO2光催化剂净化空气和水，200510018500. 9复合光催化反应系统将光催化分解水系统和光催化反应单元耦合用于消除空气或水中污染物，另外还有200711025356. 0,200620063049. 2,200710143631. 9等用于空气净化的反应器专利，均不能满足测试光催化剂光催化降解性能的需要。
技术实现思路
本技术的目的之ー是提供一种适用于实验室研究的气相光催化反应装置，易于搭建和改装，可以方便的控制反应条件，井能够实现目标污染物及中间产物的在线监測。本技术的另ー目的是提供一种适用于实验室研究的气相光催化反应器，能够测试膜状、片状、块状、粉末状等不同形态的光催化剂的催化活性，并且便于催化剂的更换及回收。本技术的技术方案如下一种实验室用一体化气相光催化反应器，包括反应气体发生装置、光催化反应装置、检测装置、尾气处理装置四个部分，所述反应气体发生装置的输气管与检测装置、光催化反应装置底部的进气口相连，光催化反应装置出气口输气管与检测装置、尾气处理装置相连，各部分通过阀门控制气体流通。所述光催化反应装置外罩为内附锡箔的石英玻璃管或者内部做抛光处理的不锈钢管。所述光催化反应装置中间为光源，光源与外罩之间放置横式或竖式的催化剂支架。所述催化剂支架使用螺栓固定于外罩顶部。所述光催化反应装置底部进气口上方架设不规则多空盘气流分布器。所述光催化反应装置底部进气口上方架设一风扇。所述检测装置为GC、GC-MS或气敏传感器。本技术的有益效果是本技术易于搭建和改装，能够测试不同形态的光催化剂的催化活性，便于催化剂的更换及回收，可根据实验需要更换目标污染物种类，进行单种污染物或者多种污染物混合物的降解测试，并考察湿度、臭氧等多种影响因素对反应过程的影响，可以方便的控制反应条件，并能够实现目标污染物及中间产物的在线监测，适宜于气相光催化反应研究。附图说明图1是本技术的实验室用一体化气相光催化反应器简图；图2是本技术的光催化反应装置示意图；图3是图2中2-4盘式气流分布器局部放大图；图4光催化反应装置组装后整体示意图；图5是光催化反应装置中横式催化剂支架示意图；图6是图5的细节图；图7是光催化反应装置中竖式催化剂支架示意图；图8是图7的细节图；其中1.反应气体发生装置2.空管(通载气并预留其接口)3·水(湿度调节)4.目标反应物溶液5.混合管6.湿度表7.光催化反应器8.尾气处理装置9.检测装置2-1.外罩2-2.光源2-3.催化剂支架2-4.盘式气流分布器2-5.出气口 2-6.进气口。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细描述。如图1所示，本技术实验室用一体化气相光催化反应器包括反应气体发生装置1、光催化反应装置7、检测装置9、尾气处理装置8四个部分，反应气体发生装置I的输气管与检测装置9、光催化反应装置7底部的进气口 2-6相连，光催化反应装置7出气口输气管与检测装置9、尾气处理装置8相连，各部分通过阀门控制可实现目标反应物及中间产物种类和浓度的在线检测。反应气体发生装置I中可根据实验需要选择空气、氮气或氩气等惰性气体作为载气，通过空管2携带液相挥发性目标污染物4和水蒸气3，还可与臭氧发生器及其他标准气储存装置等装置连接，引入所需种类的气体，通过控制气体流量和流速控制反应气体中各组分的含量，在混合管5中混合均匀后形成实验所需的目标反应气。如图2-8所示，光催化反应装置7根据实验需要及实验室条件可选择内附锡箔的石英玻璃管或者内部做抛光处理的不锈钢管(预留观察窗口)做为外罩2-1，附加锡箔或抛光处理目的是增强反应器内部光线的反射，提高光源利用率。光催化反应装置7中间可根据实验需要选择放置不同类型不同波长的光源2-2。光源2-2根据实验需要选用不同波长和形状的汞灯、紫外灯、荧光灯。光源2-2与外罩2-1之间可选择放置横式、竖式的催化剂支架2-3。竖式的网状支架可用于固定薄膜状、块状以及负载型催化剂，横式支架上可排布石英纤维丝分散粉末状催化剂材料。可根据实验需要选用石英玻璃、不锈钢等材料制作支架，支架使用螺栓固定于外罩顶部，便于拆卸更换。在光催化反应装置7底部进气口 2-6上方架设不规则多空盘气流分布器2-4，也可装风扇，在反应过程中控制转速，使反应气体与催化剂接触充分。尾气处理装置8根据反应结束后尾气成分设置，防止污染。检测装置9可根据实验室条件和实验需要以及对反应体系的了解程度，选择性连接GC、GC-MS、气敏传感器等检测设备。尽管结合附图对本技术进行了上述描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护范围的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本技术的保护之列。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实验室用一体化气相光催化反应器，其特征在于，包括反应气体发生装置、光催化反应装置、检测装置、尾气处理装置四个部分，所述反应气体发生装置的输气管与检测装置、光催化反应装置底部的进气口相连，光催化反应装置出气口输气管与检测装置、尾气处理装置相连，各部分通过阀门控制气体流通。

【技术特征摘要】
1.一种实验室用一体化气相光催化反应器，其特征在于，包括反应气体发生装置、光催化反应装置、检测装置、尾气处理装置四个部分，所述反应气体发生装置的输气管与检测装置、光催化反应装置底部的进气口相连，光催化反应装置出气口输气管与检测装置、尾气处理装置相连，各部分通过阀门控制气体流通。2.根据权利要求1所述实验室用一体化气相光催化反应器，其特征在于，所述光催化反应装置外罩为内附锡箔的石英玻璃管或者内部做抛光处理的不锈钢管。3.根据权利要求1所述实验室用一体化气相光催化反应器，其特征在于，所述光催化反应装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪梅，王思雨，于涛，谭欣，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：实用新型
国别省市：