專利名稱：一種光催化反應器及光催化循環(huán)反應裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光催化反應器及光催化循環(huán)反應裝置。它既可用于光催化反應，也可用于氣固相光催化研究中對催化劑活性進行評價。
為達上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案一種光催化反應器，包括可開合的屏蔽筒和安裝于其中的光源，光源內(nèi)側(cè)設有與屏蔽管同軸、兩端開口的反應管；反應管內(nèi)進樣端設有導流罩，導流罩后設有Z形催化床。
屏蔽筒為內(nèi)壁帶有反光膜的金屬筒，反應管為石英管，導流罩呈錐尖向外、錐角約為50°的圓錐形，擔載催化劑的催化床為玻璃絲布，相臨折疊面的夾角約為45°。
一種光催化循環(huán)反應裝置，包括依次連通的循環(huán)泵、進樣口、光催化反應器、采樣口，光催化反應器包括可開合的屏蔽筒和安裝于其中的光源，光源內(nèi)側(cè)設有與屏蔽管同軸、兩端開口的反應管；反應管內(nèi)進樣端設有導流罩，導流罩后設有Z形催化床。
屏蔽筒為內(nèi)壁帶有反光膜的金屬筒，反應管為石英管，導流罩呈錐尖向外、錐角約為50°的圓錐形，擔載催化劑的催化床為玻璃絲布，相臨折疊面的夾角約為45°。
光反應器與采樣口之間管路上通過三通閥連有進行比色分析的吸收管。
光反應器與采樣口之間管路上、連接吸收管的兩個三通閥兩側(cè)通過另兩個三通閥和一個六通閥連接色譜儀，六通閥與色譜儀之間設有標準體積管，其上設有載氣進口。
進樣口與光反應器之間管路上設有兩個三通，其間并聯(lián)連接有兩個轉(zhuǎn)子流量計。
反應器容積為裝置總?cè)莘e的75-85％。
本發(fā)明中，光催化反應器外殼采用內(nèi)壁帶反光膜的金屬屏蔽筒，光場均勻，反應器內(nèi)溫度穩(wěn)定，操作安全；設在反應管入口處的圓錐形導流罩和Z形催化床，可保證反應物與催化劑的有效接觸、充分反應；反應器容積約為系統(tǒng)總?cè)莘e的80％，反應器中氣體的線速度可在1.1cm/sec-8.8cm/sec之間變化，完全滿足光催化反應所要求的接觸時間，光催化反應效果好。在光催化循環(huán)反應裝置中，利用循環(huán)泵和流量計，可在50m1/min-4L/min范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)氣體流速，從而調(diào)節(jié)反應器中反應物濃度和循環(huán)次數(shù)；利用三通閥組和六通閥可實現(xiàn)比色法和氣相色譜兩種分析方法的在線切換操作，不影響系統(tǒng)內(nèi)氣體組成和壓力。整個裝置結(jié)構緊湊，氣密性好。利用該裝置可實現(xiàn)光催化劑催化活性評價的統(tǒng)一化、規(guī)范化。
實施例2、一種光催化循環(huán)反應裝置，包括依次連通的循環(huán)泵1、進樣口2、光催化反應器、采樣口，光催化反應器與采樣口之間管路上通過三通閥連有進行比色分析的吸收管18。光催化反應器與采樣口之間管路上、連接吸收管18的兩個三通閥15、16兩側(cè)通過另兩個三通閥14、17和一個六通閥19連接色譜儀22，六通閥19與色譜儀22之間設有標準體積管20，其上設有載氣進口21。進樣口2與光反應器之間管路上設有兩個三通閥3、6，其間并聯(lián)連接有兩個轉(zhuǎn)子流量計4、5。反應器容積為裝置總?cè)莘e的80％。其他同實施例1。
該裝置工作原理為由進樣口2注入一定量的反應氣體，在循環(huán)泵1的驅(qū)動下，與系統(tǒng)內(nèi)空氣混合后，視預定流速的大小(由無級變速循環(huán)泵調(diào)節(jié))，由三通閥3和6切換導通轉(zhuǎn)子流量計4或5，再進入反應器的反應管10中。流入反應器的混合氣體膨脹減速，并在導流罩11和Z形催化床12的作用下曲折流動，并經(jīng)三通閥14、15、16、17的a向，流回循環(huán)泵1，完成封閉循環(huán)，進行光催化反應。關閉光源8，當三通閥14、17處于a向、15、16處于b向時，反應氣流經(jīng)吸收管1 8進行比色分析。當三通閥14、17處于b向、15、16處于a向時，六通閥19處于I-II、III-IV、V-VI導通狀態(tài)，反應氣體通過標準體積管20定量采樣，當六通閥19處于II-III、IV-V、VI-I導通狀態(tài)時，載氣21將氣樣攜入色譜儀22進行色譜分析。而反應混合氣仍在循環(huán)回路中穩(wěn)定流動，等待下一時段的光照催化反應。
表1為光催化循環(huán)反應裝置中三通閥不同使用狀態(tài)開關方向示意圖。表1
權利要求1.一種光催化反應器，包括可開合的屏蔽筒和安裝于其中的光源，其特征在于，光源內(nèi)側(cè)設有與屏蔽管同軸、兩端開口的反應管；反應管內(nèi)進樣端設有導流罩，導流罩后設有Z形催化床。
2.如權利要求1所述的反應器，其特征在于，屏蔽筒為內(nèi)壁帶有反光膜的金屬筒，反應管為石英管，導流罩呈錐尖向外、錐角約為50°的圓錐形，擔載催化劑的催化床為玻璃絲布，相臨折疊面的夾角約為45°。
3.一種光催化循環(huán)反應裝置，包括依次連通的循環(huán)泵、進樣口、光催化反應器、采樣口，其特征在于，光催化反應器包括可開合的屏蔽筒和安裝于其中的光源，光源內(nèi)側(cè)設有與屏蔽管同軸、兩端開口的反應管；反應管內(nèi)進樣端設有導流罩，導流罩后設有Z形催化床。
4.如權利要求3所述的反應裝置，其特征在于，屏蔽筒為內(nèi)壁帶有反光膜的金屬筒，反應管為石英管，導流罩呈錐尖向外、錐角約為50°的圓錐形，擔載催化劑的催化床為玻璃絲布，相臨折疊面的夾角約為45°。
5.如權利要求3或4所述的反應裝置，其特征在于，光反應器與采樣口之間管路上通過三通閥連有進行比色分析的吸收管。
6.如權利要求5所述的反應裝置，其特征在于，光反應器與采樣口之間管路上、連接吸收管的兩個三通閥兩側(cè)通過另兩個三通閥和一個六通閥連接色譜儀，六通閥與色譜儀之間設有標準體積管，其上設有載氣進口。
7.如權利要求6所述的反應裝置，其特征在于，進樣口與光反應器之間管路上設有兩個三通，其間并聯(lián)連接有兩個轉(zhuǎn)子流量計。
8.如權利要求7所述的反應裝置，其特征在于，反應器容積為裝置總?cè)莘e的75-85％。
專利摘要一種光催化反應器及光催化循環(huán)反應裝置，光催化反應器包括可開合的屏蔽筒和安裝于其中的光源，光源內(nèi)側(cè)設有與屏蔽管同軸、兩端開口的反應管；反應管內(nèi)進樣端設有導流罩，導流罩后設有Z形催化床。光催化循環(huán)反應裝置，包括依次連通的循環(huán)泵、進樣口、光催化反應器、采樣口，光反應器與采樣口之間管路上通過兩個三通閥連有進行比色分析的吸收管，通過另兩個三通閥和一個六通閥連接色譜儀，六通閥與色譜儀之間設有標準體積管，其上設有載氣進口。進樣口與光反應器之間管路上設有兩個三通，其間并聯(lián)連接有兩個轉(zhuǎn)子流量計。光催化反應器及光催化循環(huán)反應裝置反應效果好，利用該裝置可實現(xiàn)光催化劑催化活性評價的統(tǒng)一化、規(guī)范化。
文檔編號B01J19/12GK2597070SQ03235310
公開日2004年1月7日 申請日期2003年1月20日 優(yōu)先權日2003年1月20日
發(fā)明者楊建軍, 郭泉輝, 毛立群, 李慶霖 申請人:河南大學