光电催化还原二氧化碳反应池制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光电催化还原二氧化碳反应池，包括反应池Ⅰ和反应池Ⅱ，反应池Ⅰ和反应池Ⅱ通过管道连通，管道中间设置有固定板，所述反应池Ⅰ和反应池Ⅱ的外部设置有水套，所述水套上设置有进水口和出水口，且出水口所在水平位置高于进水口，所述反应池Ⅰ的左侧和反应池Ⅱ的右侧设置为玻璃。采用这样的结构，在最大节约成本的前提下，使得光电催化还原二氧化碳反应中光生电子-空穴对的高复合效率有效的降低，增大了光的有效透过率和利用率，反应池内部的恒温效果更加稳定，为光电催化还原二氧化碳的有效进行奠定了基础。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气液固单相、两相或三相反应的装置，具体涉及一种光电催化还原二氧化碳反应池。
技术介绍
光电催化技术是近年来提出的一种有效促进光生电子和空穴分离并利用光电协同作用来还原二氧化碳的新型技术。光电催化反应器作为光电催化还原二氧化碳的主体设备，很大程度上决定了光电催化还原二氧化碳的效率。随着光电催化技术的日益成熟，光电催化反应器引起了人们越来越大的兴趣。由于在光电催化反应中存在着光生电子-空穴对的高复合率、光有效利用率低、对内部恒温要求高等问题，因此设计专利技术新型的反应池是研究光电催化还原二氧化碳必须攻克的技术难题。
技术实现思路
针对上述不足之处，本技术提供了一种光电催化反应器，该反应器不仅为光电催化二氧化碳提供了适合的反应空间，而且很好的解决了光电催化反应中所存在的光生电子-空穴对的高复合效率、光有效利用率低、内部恒温效果差等问题。本技术的具体技术方案是:一种光电催化还原二氧化碳反应池，包括反应池I和反应池II，反应池I和反应池II通过管道连通，管道中间设置有固定板，固定板由两块有机玻璃板粘结而成，质子膜密封固定在两块有机玻璃中间，方便更换。众所周知质子膜是只允许质子通过的一层薄膜，在反应池I和反应池II中添加外加电压的情况下，可使溶液内的带电粒子定向移动，而质子膜的存在阻挡了其他带电粒子的通过，使质子利用率大为提高，而质子的通过也使反应池I和反应池II及三电极系统有机的结合在一起，构成回路。光电催化剂需要稳定的反应环境，其对温度的要求尤为突出，因为不同的温度下，催化剂的催化活性相差甚大，而在有光源参与的反应中，温度升高是在所难免的，所以在反应池I的外部设置有水套I，反应池II的外部设置有水套II，使得反应池I和反应池II内部的温度更加稳定，为最大利用光电催化剂提供了必备条件，同时在质子膜的存在以及外加电压的作用下，光生电子-空穴对有效地分离，大大提高了二氧化碳的还原效率。所述反应池I的左侧设置有玻璃I，反应池II的右侧设置有玻璃II，在合理计算成本的前提下，玻璃I和玻璃II使用透明的石英玻璃，根据反应需要在两侧或单侧设置光源来实现双侧或单侧光照。石英玻璃相对于普通玻璃来说，不仅各项性能更加优越和稳定，其透光性能尤为突出；在节约成本的前提下，很好的增大了光的有效透过率和利用率。为了使得反应池内部温度更加稳定，所述水套I上设置有进水口 I和出水口 I，水套II上设置有进水口 II和出水口 II，出水口 I所在水平位置高于进水口 I，出水口 II所在水平位置高于进水口 II。二氧化碳的还原主要在反应池II内进行，反应池I与反应池II内电解液相同，并通过质子膜有机结合，外加电源采用三电极形式，工作电极和参比电极在反应池II，对电极在反应池I内，通过电解液构成回路。当进行二氧化碳光电催化还原时，在反应池I与反应池II中加入相同的电解液，将三电极固定好，然后向反应池II底部通入二氧化碳。接通循环水，循环水分别从进水口 I和进水口 II进入，在循环水通道内通过，对整个反应体系进行控温，然后分别从出水口 I和出水口II排出。光源从玻璃I和玻璃II射入，照射在工作电极上，在外加电压的情况下，质子从反应池I经过固定板中间的质子膜进入反应池II内，在工作电极上对二氧化碳进行光电还原。本技术采用这样的结构，在最大节约成本的前提下，使得光电催化还原二氧化碳反应中光生电子-空穴对的高复合效率有效的降低，增大了光的有效透过率和利用率，反应池内部的恒温效果更加稳定，为光电催化还原二氧化碳的有效进行奠定了基础。以下结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。附图说明图1是本技术的俯视图；图2是图1的A-A剖视图；图3是本技术的左视图；图中I是反应池I，2是玻璃I，3是进水口 I，4是固定板，5是出水口 11，6是玻璃II，7是反应池II，8是水套II，9是进水口 II，10是管道，11是出水口 I，12是水套I。具体实施方式本技术包括反应池I I和反应池II 7，反应池I I和反应池II 7通过管道10连通，管道10中间设置有固定板4，固定板4由两块有机玻璃板粘结而成，质子膜密封固定在两块有机玻璃中间，方便更换。光电催化剂需要稳定的反应环境，其对温度的要求尤为突出，因为不同的温度下，催化剂的催化活性相差甚大，而在有光源参与的反应中，温度升高是在所难免的，所以在反应池I I的外部设置有水套I 12，反应池II 7的外部设置有水套II 8，使得反应池I I和反应池II 7内部的温度更加稳定，为最大利用光电催化剂提供了必备条件，同时在质子膜的存在以及外加电压的作用下，光生电子-空穴对有效地分离，大大提高了二氧化碳的还原效率。所述反应池I I的左侧设置有玻璃I 2，反应池II 7的右侧设置有玻璃II 6，在合理计算成本的前提下，玻璃I 2和玻璃II 6使用透明的石英玻璃，根据反应需要在两侧或单侧设置光源来实现双侧或单侧光照。石英玻璃相对于普通玻璃来说，不仅各项性能更加优越和稳定，其透光性能尤为突出；在节约成本的前提下，很好的增大了光的有效透过率和利用率。为了使得反应池内部温度更加稳定，所述水套I 12上设置有进水口 I 3和出水口I 11，水套II 8上设置有进水口 II 9和出水口 II 5，出水口 I 11所在水平位置高于进水口I3，出水口 II 5所在水平位置高于进水口 II 9。二氧化碳的还原主要在反应池II 7内进行，反应池I I与反应池II 7内电解液相同，并通过固定板4中间的质子膜有机结合，外加电源采用三电极形式，工作电极和参比电极在反应池II 7，对电极在反应池I I内，通过电解液构成回路。当进行二氧化碳光电催化还原时，在反应池I I与反应池II 7中加入相同的电解液，将三电极固定好，然后向反应池II7底部通入二氧化碳。接通循环水，循环水分别从进水口 I 3和进水口 II 9进入，在循环水通道内通过，对整个反应体系进行控温，然后分别从出水口 I 11和出水口 II 5排出。光源从玻璃I 2和玻璃II 6射入，照射在工作电极上，在外加电压的情况下，质子从反应池I I经过固定板4中间的质子膜进入反应池II 7内，在工作电极上对二氧化碳进行光电还原。权利要求1.一种光电催化还原二氧化碳反应池，包括反应池I (I)和反应池11(7)，其特征在于:反应池I (I)和反应池II (7)通过管道(10)连通，管道(10)中间设置有固定板(4)。2.根据权利要求1所述的光电催化还原二氧化碳反应池，其特征在于:反应池I(I)的外部设置有水套I (12)，反应池II (7)的外部设置有水套II (8)。3.根据权利要求1所述的光电催化还原二氧化碳反应池，其特征在于:反应池I(I)的左侧设置有玻璃I (2)，反应池II (7)的右侧设置有玻璃II (6)。4.根据权利要求1或2所述的光电催化还原二氧化碳反应池，其特征在于:所述水套I (12)上设置有进水口 I (3)和出水口 I (11)，水套II (8)上设置有进水口 II (9)和出水口 II (5)。5.根据权利要求4所述的光电催化还原二氧化碳反应池，其特征在于:出水口I (11)所在水平位置高于进水口 I (3)，出水口 II (5)所在水平位置高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电催化还原二氧化碳反应池，包括反应池Ⅰ（1）和反应池Ⅱ（7），其特征在于:反应池Ⅰ（1）和反应池Ⅱ（7）通过管道（10）连通，管道（10）中间设置有固定板（4）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李培强，史庆苓，马韵升，张建林，牟庆平，高洪奎，
申请(专利权)人：黄河三角洲京博化工研究院有限公司， 山东农业大学，
类型：新型
国别省市：山东;37