實驗室用一體化氣相光催化反應器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種實驗室用一體化氣相光催化反應器，包括反應氣體發生裝置、光催化反應裝置、檢測裝置、尾氣處理裝置四個部分，所述反應氣體發生裝置的輸氣管與檢測裝置、光催化反應裝置底部的進氣口相連，光催化反應裝置出氣口輸氣管與檢測裝置、尾氣處理裝置相連，各部分通過閥門控制氣體流通。本實用新型專利技術易于搭建和改裝，能夠測試不同形態的光催化劑的催化活性，便于催化劑的更換及回收，可根據實驗需要更換目標污染物種類，進行單種污染物或者多種污染物混合物的降解測試，并考察濕度、臭氧等多種影響因素對反應過程的影響，可以方便的控制反應條件，并能夠實現目標污染物及中間產物的在線監測，適宜于氣相光催化反應研究。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及ー種光催化反應裝置，特別涉及一種實驗室用氣相光催化反應裝置。
技術介紹
經濟發展、不斷増加的汽車化、エ業化、城市化、能源消費和歷史上對自然資源的管理不善，造成了嚴重的空氣污染問題，危害人類的健康。二十世紀七十年代初發展起來的光催化技術具有反應條件溫和、能耗低、可減少二次污染等突出優點，在能源和環境領域有著重要應用前景，因此受到全世界的廣泛關注。光催化技術應用于控制空氣污染，該技術目前也已經成為研究熱點。光催化技術的研究主要集中于對光催化劑和光催化反應條件兩個方面。光催化反應器是檢驗光催化劑性能，探究反應機理，優化反應條件的基礎設備，公開報道較少。為使光催化反應穩定且聞效進行，提聞反應體系的反應效率，從而達到聞效、節能、穩定等目的，開發適用于實驗室研究的氣相光催化反應器顯得尤為重要與迫切。目前各研究小組多使用自行搭建的簡易光催化反應器來檢驗催化劑性能，且以液相光催化反應器居多。空氣污染物種類繁多，環境復雜，影響因素眾多，不同的實驗需要對催化劑的活性測試都有不同的要求。中國專利申請200910273087. 9公開的ー種研究氣相光催化降解過程的反應器，整體為金屬結構，結構復雜，造價較高，使用単一的氣敏傳感器在線檢測氣體濃度，多組分污染物降解過程中會產生較多中間產物，很多情況下種類未知，對精確檢測造成了一定的困難，且不易于改裝，不利于推廣應用。200920074436. X為ー種復合型有害廢氣凈化裝置，不適合實驗室內進行催化劑活性測試。200820200957. 0技術公開了ー種氣固相固定床光催化反應器，不利于粉體狀催化劑的活性測試。200710018322. 9公開的連續流動式反應器使用多空石英玻璃負載納米TiO2光催化劑凈化空氣和水，200510018500. 9復合光催化反應系統將光催化分解水系統和光催化反應單元耦合用于消除空氣或水中污染物，另外還有200711025356. 0,200620063049. 2,200710143631. 9等用于空氣凈化的反應器專利，均不能滿足測試光催化劑光催化降解性能的需要。
技術實現思路
本技術的目的之ー是提供一種適用于實驗室研究的氣相光催化反應裝置，易于搭建和改裝，可以方便的控制反應條件，井能夠實現目標污染物及中間產物的在線監測。本技術的另ー目的是提供一種適用于實驗室研究的氣相光催化反應器，能夠測試膜狀、片狀、塊狀、粉末狀等不同形態的光催化劑的催化活性，并且便于催化劑的更換及回收。本技術的技術方案如下一種實驗室用一體化氣相光催化反應器，包括反應氣體發生裝置、光催化反應裝置、檢測裝置、尾氣處理裝置四個部分，所述反應氣體發生裝置的輸氣管與檢測裝置、光催化反應裝置底部的進氣口相連，光催化反應裝置出氣口輸氣管與檢測裝置、尾氣處理裝置相連，各部分通過閥門控制氣體流通。所述光催化反應裝置外罩為內附錫箔的石英玻璃管或者內部做拋光處理的不銹鋼管。所述光催化反應裝置中間為光源，光源與外罩之間放置橫式或豎式的催化劑支架。所述催化劑支架使用螺栓固定于外罩頂部。所述光催化反應裝置底部進氣口上方架設不規則多空盤氣流分布器。所述光催化反應裝置底部進氣口上方架設一風扇。所述檢測裝置為GC、GC-MS或氣敏傳感器。本技術的有益效果是本技術易于搭建和改裝，能夠測試不同形態的光催化劑的催化活性，便于催化劑的更換及回收，可根據實驗需要更換目標污染物種類，進行單種污染物或者多種污染物混合物的降解測試，并考察濕度、臭氧等多種影響因素對反應過程的影響，可以方便的控制反應條件，并能夠實現目標污染物及中間產物的在線監測，適宜于氣相光催化反應研究。附圖說明圖1是本技術的實驗室用一體化氣相光催化反應器簡圖；圖2是本技術的光催化反應裝置示意圖；圖3是圖2中2-4盤式氣流分布器局部放大圖；圖4光催化反應裝置組裝后整體示意圖；圖5是光催化反應裝置中橫式催化劑支架示意圖；圖6是圖5的細節圖；圖7是光催化反應裝置中豎式催化劑支架示意圖；圖8是圖7的細節圖；其中1.反應氣體發生裝置2.空管(通載氣并預留其接口)3·水(濕度調節)4.目標反應物溶液5.混合管6.濕度表7.光催化反應器8.尾氣處理裝置9.檢測裝置2-1.外罩2-2.光源2-3.催化劑支架2-4.盤式氣流分布器2-5.出氣口 2-6.進氣口。具體實施方式以下結合附圖對本技術作進一步詳細描述。如圖1所示，本技術實驗室用一體化氣相光催化反應器包括反應氣體發生裝置1、光催化反應裝置7、檢測裝置9、尾氣處理裝置8四個部分，反應氣體發生裝置I的輸氣管與檢測裝置9、光催化反應裝置7底部的進氣口 2-6相連，光催化反應裝置7出氣口輸氣管與檢測裝置9、尾氣處理裝置8相連，各部分通過閥門控制可實現目標反應物及中間產物種類和濃度的在線檢測。反應氣體發生裝置I中可根據實驗需要選擇空氣、氮氣或氬氣等惰性氣體作為載氣，通過空管2攜帶液相揮發性目標污染物4和水蒸氣3，還可與臭氧發生器及其他標準氣儲存裝置等裝置連接，引入所需種類的氣體，通過控制氣體流量和流速控制反應氣體中各組分的含量，在混合管5中混合均勻后形成實驗所需的目標反應氣。如圖2-8所示，光催化反應裝置7根據實驗需要及實驗室條件可選擇內附錫箔的石英玻璃管或者內部做拋光處理的不銹鋼管(預留觀察窗口)做為外罩2-1，附加錫箔或拋光處理目的是增強反應器內部光線的反射，提高光源利用率。光催化反應裝置7中間可根據實驗需要選擇放置不同類型不同波長的光源2-2。光源2-2根據實驗需要選用不同波長和形狀的汞燈、紫外燈、熒光燈。光源2-2與外罩2-1之間可選擇放置橫式、豎式的催化劑支架2-3。豎式的網狀支架可用于固定薄膜狀、塊狀以及負載型催化劑，橫式支架上可排布石英纖維絲分散粉末狀催化劑材料。可根據實驗需要選用石英玻璃、不銹鋼等材料制作支架，支架使用螺栓固定于外罩頂部，便于拆卸更換。在光催化反應裝置7底部進氣口 2-6上方架設不規則多空盤氣流分布器2-4，也可裝風扇，在反應過程中控制轉速，使反應氣體與催化劑接觸充分。尾氣處理裝置8根據反應結束后尾氣成分設置，防止污染。檢測裝置9可根據實驗室條件和實驗需要以及對反應體系的了解程度，選擇性連接GC、GC-MS、氣敏傳感器等檢測設備。盡管結合附圖對本技術進行了上述描述，但是本技術并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本技術的啟示下，在不脫離本技術宗旨和權利要求所保護范圍的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本技術的保護之列。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種實驗室用一體化氣相光催化反應器，其特征在于，包括反應氣體發生裝置、光催化反應裝置、檢測裝置、尾氣處理裝置四個部分，所述反應氣體發生裝置的輸氣管與檢測裝置、光催化反應裝置底部的進氣口相連，光催化反應裝置出氣口輸氣管與檢測裝置、尾氣處理裝置相連，各部分通過閥門控制氣體流通。

【技術特征摘要】
1.一種實驗室用一體化氣相光催化反應器，其特征在于，包括反應氣體發生裝置、光催化反應裝置、檢測裝置、尾氣處理裝置四個部分，所述反應氣體發生裝置的輸氣管與檢測裝置、光催化反應裝置底部的進氣口相連，光催化反應裝置出氣口輸氣管與檢測裝置、尾氣處理裝置相連，各部分通過閥門控制氣體流通。2.根據權利要求1所述實驗室用一體化氣相光催化反應器，其特征在于，所述光催化反應裝置外罩為內附錫箔的石英玻璃管或者內部做拋光處理的不銹鋼管。3.根據權利要求1所述實驗室用一體化氣相光催化反應器，其特征在于，所述光催化反應裝置...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王洪梅，王思雨，于濤，譚欣，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：實用新型
國別省市：