一種擺動折板式光催化反應裝置制造方法
【專利摘要】一種擺動折板式光催化反應裝置，該裝置包括圓柱外筒、折板、光源、弧形永磁鐵、永磁鐵、陶瓷過濾器、裝置外筒，所述折板包括兩個對稱的反應腔、一個進氣口、一個出氣口，其中進氣口也為催化劑添加的進口與出口；所述折板安裝在圓柱外筒中心處，光源安裝在圓柱外筒上；所述弧形永磁鐵安裝固定在折板兩端，永磁鐵固定在與折板兩端弧形永磁鐵對應的裝置外筒上；裝置外筒通過皮帶由電機驅(qū)動，從而帶動永磁鐵轉(zhuǎn)動并帶動弧形永磁鐵與折板一起轉(zhuǎn)動，永磁鐵與弧形永磁鐵為相互吸引的磁力，圓柱外筒不隨折板轉(zhuǎn)動。本裝置在電機的帶動下，實現(xiàn)折板擺動，實現(xiàn)催化劑的攪拌，解決機械攪拌中震動與準確定位問題，能夠加大催化劑與光源接觸面積。
【專利說明】一種擺動折板式光催化反應裝置

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光催化實驗反應裝置，屬于光催化儀器裝置領域。

【背景技術(shù)】
[0002]光催化技術(shù)是20世紀70年代發(fā)展起來的新技術(shù)，光催化是基于光催化劑在光照條件下促進反應物進行的催化氧化還原反應。半導體光催化劑的價帶(ValenceBand, VB)和導帶(Conduct1nBand, CB)之間存在一個禁帶(ForbiddenBand, Band Gap),當光子能量高于半導體禁帶寬度的光照射時，催化劑的價帶電子發(fā)生帶間躍遷，從價帶躍遷到導帶，從而產(chǎn)生光生電子(e_)和空穴(h+)。光生電子(e_)有極強的還原性，如:可以使吸附在催化劑表面的氧俘獲電子形成超氧負離子022_、氧分子離子02_ ;而光生空穴有極強的氧化性。光催化因具有催化活性高、化學性質(zhì)穩(wěn)定、反應溫度低和選擇性高的優(yōu)勢而備受關注。光催化技術(shù)對空氣凈化、分解水中有機物、抗菌除臭、產(chǎn)生清潔能源有巨大貢獻，在保護環(huán)境和有益于健康方面產(chǎn)生巨大影響。
[0003]光催化技術(shù)分為:氣-固復合光催化、液-固復合光催化、固-固復合光催化。
[0004]當前氣-固復合光催化操作，一般是先將催化劑用乙醇分散后粘附在玻璃表面，這樣的優(yōu)點是光照面積已知，但是缺點是催化劑與反應物不能很好接觸，催化劑表面不能更新，催化劑利用率低。這類反應器使用時為了減小上述缺陷，往往采用間歇式反應。能夠讓催化劑界面更新提高反應速率與光能利用率，使催化劑、反應物和光能充分接觸實現(xiàn)連續(xù)反應這方面卻還未見報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的擺動折板式光催化反應裝置克服了上述的不足。首先，本發(fā)明運用磁力擺動，實現(xiàn)催化劑的攪拌，能夠加大催化劑與光源接觸面積；再次，本發(fā)明采用折板式擺動床，能夠使催化劑表面更新，增加反應速率，提高光能利用率；最后，本發(fā)明折板薄，空間小，能夠使反應物與催化劑充分接觸。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案為擺動折板式光催化反應裝置，該裝置包括圓柱外筒(I)、折板(2)、光源(3)、弧形永磁鐵(4)、永磁鐵(5)、陶瓷過濾器(9)、裝置外筒
(8)，所述折板(2)包括兩個對稱的反應腔、一個進氣口 ￠)、一個出氣口(7)，其中進氣口
(6)也為催化劑添加的進口與出口；所述折板(2)安裝在圓柱外筒⑴中心處，光源(3)安裝在圓柱外筒(I)上；所述弧形永磁鐵(4)安裝固定在折板(2)兩端，永磁鐵(5)固定在與折板(2)兩端弧形永磁鐵(4)對應的裝置外筒(8)上；裝置外筒(8)通過皮帶由電機驅(qū)動，從而帶動永磁鐵(5)轉(zhuǎn)動并帶動弧形永磁鐵(4)與折板(2) —起轉(zhuǎn)動,永磁鐵(5)與弧形永磁鐵(4)為相互吸引的磁力，圓柱外筒(I)不隨折板(2)轉(zhuǎn)動。
[0007]所述圓柱外筒(I)為圓柱形且一側(cè)留有扇形缺口結(jié)構(gòu)，防止折板(2)擺動角度過大而使催化劑堆積，不能平鋪；折板(2)的兩個對稱反應腔存在夾角θ，140° <θ〈145°，進氣口(6)、出氣口(7)置于折板(2)沿圓柱外筒⑴中心轉(zhuǎn)軸方向兩端；陶瓷過濾器(9)安裝在出氣口(7)處防止折板(2)內(nèi)的催化劑流出。
[0008]所述圓柱外筒(I)、折板(2)為石英玻璃材料；折板(2)為薄壁材料。
[0009]所述光源(3)為可調(diào)控光源，可根據(jù)實驗要求進行調(diào)換，如白熾燈、日光燈、紫外燈。
[0010]所述弧形永磁鐵(4)與永磁鐵(5)在同一條直線上，通過永磁鐵(5)能帶動弧形永磁鐵(4)沿圓柱外筒I內(nèi)壁擺動。
[0011]本發(fā)明提供的擺動折板式光催化反應裝置應用正、反轉(zhuǎn)電機，電機轉(zhuǎn)動角度可調(diào)節(jié)。
[0012]本發(fā)明提供的擺動折板式光催化反應裝置，所述折板(2)擺動角度(以水平面為基準):-45°?+85°，折板(2)角度:140°?145°此角度能保證催化劑能夠在折板上鋪平且保證折板(2)不會碰到光源(3)，從而加大催化劑受光照面積，加大催化反應速率。
[0013]本發(fā)明提供的擺動折板式光催化反應裝置，具有以下優(yōu)點:
[0014]1、本發(fā)明提供的擺動折板式光催化反應裝置應用弧形永磁鐵與永磁鐵在電機的帶動下，實現(xiàn)折板擺動，實現(xiàn)催化劑的攪拌，解決機械攪拌中震動與準確定位問題，能夠加大催化劑與光源接觸面積。
[0015]2、本發(fā)明提供的擺動折板式光催化反應裝置通過磁力擺動，提高了催化劑與光能的接觸面積，提高了光能利用率。
[0016]3、本發(fā)明提供的擺動折板式光催化反應裝置采用折板式擺動，實現(xiàn)了催化劑表面更新的目的，提高了反應速率。
[0017]4、本發(fā)明提供的擺動折板式光催化反應裝置利用陶瓷過濾器，防止了在反應和擺動過程中催化劑流出的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明提供的擺動折板式光催化反應裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2為本發(fā)明提供的擺動折板式光催化反應裝置的立體圖。
[0020]圖3為電機帶動永磁鐵的工作原理圖。
[0021]圖中:1、圓柱外筒,2、折板,3、光源,4、弧形永磁鐵,5、永磁鐵,6、進氣口，7、出氣口，8、裝置外筒，9、陶瓷過濾器。

【具體實施方式】
[0022]如圖1-3所示，該裝置是實施步驟如下，
[0023]I)、打開進氣口 6裝填催化劑。
[0024]2)、打開電機，永磁鐵5帶動折板2擺動。
[0025]3)、從進氣口 6通入反應氣，打開出氣口 7保持氣體流通。
[0026]4)、打開光源3，催化劑與反應氣體充分反應。
[0027]5)、反應結(jié)束后，通入一定量惰性氣體待反應氣體全部從出氣口 7流出后，關閉電機和光源3。
[0028]6)、打開進氣口 6，取出用過的催化劑。
【權(quán)利要求】
1.擺動折板式光催化反應裝置，其特征在于:該裝置包括圓柱外筒(I)、折板(2)、光源(3)、弧形永磁鐵(4)、永磁鐵(5)、陶瓷過濾器(9)、裝置外筒(8)，所述折板(2)包括兩個對稱的反應腔、一個進氣口(6)、一個出氣口(7)，其中進氣口(6)也為催化劑添加的進口與出口 ；所述折板(2)安裝在圓柱外筒(I)中心處，光源(3)安裝在圓柱外筒(I)上；所述弧形永磁鐵(4)安裝固定在折板(2)兩端，永磁鐵(5)固定在與折板(2)兩端弧形永磁鐵(4)對應的裝置外筒(8)上；裝置外筒(8)通過皮帶由電機驅(qū)動，從而帶動永磁鐵(5)轉(zhuǎn)動并帶動弧形永磁鐵(4)與折板(2) —起轉(zhuǎn)動，永磁鐵(5)與弧形永磁鐵(4)為相互吸引的磁力，圓柱外筒(I)不隨折板(2)轉(zhuǎn)動； 所述圓柱外筒(I)為圓柱形且一側(cè)留有扇形缺口結(jié)構(gòu)；折板(2)的兩個對稱反應腔存在夾角θ，140° <θ〈145°，進氣口(6)、出氣口(7)置于折板⑵沿圓柱外筒⑴中心轉(zhuǎn)軸方向兩端；陶瓷過濾器(9)安裝在出氣口(7)處防止折板(2)內(nèi)的催化劑流出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動折板式光催化反應裝置，其特征在于:所述圓柱外筒(I)、折板(2)為石英玻璃材料；折板(2)為薄壁材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動折板式光催化反應裝置，其特征在于:所述光源(3)為可調(diào)控光源，可根據(jù)實驗要求進行調(diào)換，如白熾燈、日光燈、紫外燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動折板式光催化反應裝置，其特征在于:所述弧形永磁鐵(4)與永磁鐵(5)在同一條直線上，通過永磁鐵(5)能帶動弧形永磁鐵⑷沿圓柱外筒I內(nèi)壁擺動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動折板式光催化反應裝置，其特征在于:擺動折板式光催化反應裝置應用正、反轉(zhuǎn)電機，電機轉(zhuǎn)動角度可調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動折板式光催化反應裝置，其特征在于:所述折板(2)擺動角度:-45°?+85°，折板⑵角度:140°?145°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動折板式光催化反應裝置，其特征在于:該裝置是實施步驟如下， 1)、打開進氣口(6)裝填催化劑； 2)、打開電機，永磁鐵(5)帶動折板(2)擺動； 3)、從進氣口(6)通入反應氣，打開出氣口(7)保持氣體流通； 4)、打開光源(3)，催化劑與反應氣體充分反應； 5)、反應結(jié)束后，通入一定量惰性氣體待反應氣體全部從出氣口(7)流出后，關閉電機和光源⑶； 6)、打開進氣口(6)，取出用過的催化劑。
【文檔編號】B01J8/08GK104324672SQ201410556956
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】徐愛菊, 王獎, 賈美林, 特格希, 包永勝, 照日格圖 申請人:內(nèi)蒙古師范大學