本發(fā)明涉及光化學(xué)反應(yīng)，具體為一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

1、光化學(xué)微反應(yīng)器是一種結(jié)合微流控技術(shù)和光化學(xué)反應(yīng)原理的微型化學(xué)反應(yīng)器。其在微型通道內(nèi)通過光源照射反應(yīng)物質(zhì)，實現(xiàn)對化學(xué)反應(yīng)的精準控制。它具有以下優(yōu)點：一是可控性強，能夠精確調(diào)控反應(yīng)速率和進程；二是反應(yīng)效率高，因其微型化特性使得反應(yīng)物質(zhì)與光源的接觸面積增大；三是可重復(fù)性好，具備高度精密度和一致性，可以大規(guī)模生產(chǎn)相同條件下的樣品；四是操作簡便，體積小巧且能在短時間內(nèi)完成反應(yīng)。目前，光化學(xué)微反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，如藥物合成、有機合成、光化學(xué)分析和生物傳感器等。

2、目前市場上有多種不同類型及樣式的光催化玻璃微反應(yīng)器，但它們普遍采用光源與玻璃反應(yīng)板分離的設(shè)計。這種設(shè)計形式會導(dǎo)致設(shè)備的拆裝不便，用戶需要在每次使用或維護時將光源和反應(yīng)板分別拆卸和組裝，增加了操作的復(fù)雜性，而且由于光源和反應(yīng)板是分離的，設(shè)備整體體積較大，占用實驗室空間，同時這種分離設(shè)計使得操作和使用過程不夠簡便，可能會影響實驗的效率和準確性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，具備體積小拆裝方便、高效的光利用率、穩(wěn)定的溫度控制和均勻的熱量分布的優(yōu)點，解決了傳統(tǒng)設(shè)備拆裝不便，操作復(fù)雜，整體體積較大，占用實驗室空間，并且使用過程不夠簡便的問題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實現(xiàn)上述體積小拆裝方便、高效的光利用率、穩(wěn)定的溫度控制和均勻的熱量分布的目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，包括玻璃板式反應(yīng)器，所述玻璃板式反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有反應(yīng)通道，所述玻璃板式反應(yīng)器為兩片，兩片所述玻璃板式反應(yīng)器之間固定設(shè)置有夾套散熱板，所述夾套散熱板底部裝配有底座，位于所述夾套散熱板兩側(cè)的所述底座上端面均開設(shè)有安裝槽，所述安裝槽內(nèi)裝配有產(chǎn)生反應(yīng)光源的燈板，所述燈板朝向所述玻璃板式反應(yīng)器方向照射反應(yīng)光源。

5、優(yōu)選的，所述夾套散熱板頂部還裝配有固定夾，所述固定夾將所述夾套散熱板兩側(cè)的所述燈板裝夾固定。

6、優(yōu)選的，所述夾套散熱板內(nèi)設(shè)置有反應(yīng)換熱介質(zhì)通道，所述反應(yīng)換熱介質(zhì)通道連接有散熱模塊，所述散熱模塊固定安裝在所述夾套散熱板頂部；且所述反應(yīng)換熱介質(zhì)通道截面呈u形管形狀，所述反應(yīng)換熱介質(zhì)通道上還設(shè)置有若干個擾流柱，所述擾流柱上開設(shè)有貫穿所述夾套散熱板兩端面的通孔，所述通孔與所述反應(yīng)換熱介質(zhì)通道不相通。

7、優(yōu)選的，所述反應(yīng)通道截面呈u形管形狀，且所述玻璃板式反應(yīng)器設(shè)置有若干個直槽形狀的擾流擋板，所述擾流擋板為空心板，所述擾流擋板與所述反應(yīng)通道不連通，所述擾流擋板貫穿所述玻璃板式反應(yīng)器，且若干個所述擾流擋板設(shè)置方向與所述反應(yīng)通內(nèi)液體流動方向傾斜。

8、優(yōu)選的，所述固定夾與安裝槽上都開設(shè)有固定孔，所述燈板頂部及底部均設(shè)置有定位孔，所述定位孔與所述固定孔之間相匹配并通過螺栓進行固定。

9、優(yōu)選的，所述散熱模塊使用壓縮機制冷結(jié)構(gòu)或半導(dǎo)體制冷結(jié)構(gòu)或冷卻液系統(tǒng)。

10、優(yōu)選的，所述燈板外側(cè)固定設(shè)置有散熱風(fēng)扇，所述燈板內(nèi)設(shè)置有不同波長的反應(yīng)光源。

11、(三)有益效果

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，具備以下有益效果：

13、1、該一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，通過玻璃板式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與夾套散熱板結(jié)構(gòu)的配合使用，該反應(yīng)器由兩片玻璃板式反應(yīng)器和中間的夾套散熱板組成，兩片玻璃板式反應(yīng)器之間固定設(shè)置有夾套散熱板，這種夾層設(shè)計使得整個裝置的厚度減小，同時燈板直接安裝在夾套散熱板的兩側(cè)，并通過固定夾進行固定，這種設(shè)計消除了額外的支撐結(jié)構(gòu)和空間，使得光源和反應(yīng)通道能夠緊密貼合，并且底座和安裝槽使得燈板能夠緊密固定在散熱板兩側(cè)，而不需要額外的支架或支撐裝置，這進一步縮小了設(shè)備的整體體積，緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計還能夠優(yōu)化散熱路徑，同時集成多類型光源散熱方式，可以根據(jù)反應(yīng)熱量情況以及光源熱量情況選擇不同實施方案。

14、2、該一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，通過燈板結(jié)構(gòu)與玻璃板式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的配合使用，該反應(yīng)器中燈板安裝在反應(yīng)器的兩側(cè)，直接朝向反應(yīng)通道照射，這種貼近設(shè)計減少了光在空氣或其他介質(zhì)中的傳播距離，從而減少了光損失，同時燈板內(nèi)設(shè)置有不同波長的反應(yīng)光源，可以根據(jù)反應(yīng)液體的需求選擇最合適的波長，提高了光的利用效率，并且擾流擋板與反應(yīng)通道不相通，但它們的方向與反應(yīng)通道內(nèi)液體流動方向傾斜，能夠均勻分布反應(yīng)通道內(nèi)的溫度，提高反應(yīng)效率，而且夾套散熱板內(nèi)的反應(yīng)換熱介質(zhì)通道和散熱模塊能夠有效地控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度，保持反應(yīng)液體在適合的溫度范圍內(nèi)進行反應(yīng)。

15、3、該一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，通過反應(yīng)通道結(jié)構(gòu)與反應(yīng)換熱介質(zhì)通道結(jié)構(gòu)的配合使用，當(dāng)反應(yīng)換熱介質(zhì)通道內(nèi)通入低溫換熱介質(zhì)時，低溫換熱介質(zhì)會使擾流柱中心的通孔空氣溫度降低，溫度降低會導(dǎo)致氣體的密度增加，從而使該區(qū)域的壓強變化，這種壓強差會促使周圍較熱的空氣向低溫區(qū)域流動，以達到壓強平衡，夾套散熱板兩側(cè)的空氣流動速度加快，從而提高了熱量從反應(yīng)通道內(nèi)流體傳遞到換熱介質(zhì)的效率，同時由于反應(yīng)通道內(nèi)設(shè)置有擾流擋板，反應(yīng)液體在通過反應(yīng)通道時，會受到擾流擋板的作用，擾流擋板的設(shè)計使得熱量在反應(yīng)通道內(nèi)能夠更均勻地分布，即使反應(yīng)通道內(nèi)液體流動方向傾斜，擾流擋板也能夠幫助消除溫度梯度，避免局部過熱或過冷現(xiàn)象，同時擾流擋板的存在也可以對液體流動產(chǎn)生一定的擾動，增強液體的混合效果，使光催化反應(yīng)更充分，這種液體擾動可以提高反應(yīng)物和催化劑的接觸機會，進一步提升反應(yīng)效率。

技術(shù)特征：

1.一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，包括玻璃板式反應(yīng)器(1)，所述玻璃板式反應(yīng)器(1)內(nèi)設(shè)置有反應(yīng)通道(11)，其特征在于：所述玻璃板式反應(yīng)器(1)為兩片，兩片所述玻璃板式反應(yīng)器(1)之間固定設(shè)置有夾套散熱板(2)，所述夾套散熱板(2)底部裝配有底座(3)，位于所述夾套散熱板(2)兩側(cè)的所述底座(3)上端面均開設(shè)有安裝槽(31)，所述安裝槽(31)內(nèi)裝配有產(chǎn)生反應(yīng)光源的燈板(4)，所述燈板(4)朝向所述玻璃板式反應(yīng)器(1)方向照射反應(yīng)光源。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，其特征在于：所述夾套散熱板(2)頂部還裝配有固定夾(5)，所述固定夾(5)將所述夾套散熱板(2)兩側(cè)的所述燈板(4)裝夾固定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一條所述的一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，其特征在于：所述夾套散熱板(2)內(nèi)設(shè)置有反應(yīng)換熱介質(zhì)通道(21)，所述反應(yīng)換熱介質(zhì)通道(21)連接有散熱模塊(6)，所述散熱模塊(6)固定安裝在所述夾套散熱板(2)頂部；且所述反應(yīng)換熱介質(zhì)通道(21)截面呈u形管形狀，所述反應(yīng)換熱介質(zhì)通道(21)上還設(shè)置有若干個擾流柱(22)，所述擾流柱(22)上開設(shè)有貫穿所述夾套散熱板(2)兩端面的通孔，所述通孔與所述反應(yīng)換熱介質(zhì)通道(21)不相通。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一條所述的一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，其特征在于：所述反應(yīng)通道(11)截面呈u形管形狀，且所述玻璃板式反應(yīng)器(1)設(shè)置有若干個直槽形狀的擾流擋板(12)，所述擾流擋板(12)為空心板，所述擾流擋板(12)與所述反應(yīng)通道(11)不連通，所述擾流擋板(12)貫穿所述玻璃板式反應(yīng)器(1)，且若干個所述擾流擋板(12)設(shè)置方向與所述反應(yīng)通道(11)內(nèi)液體流動方向傾斜。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一條所述的一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，其特征在于：所述固定夾(5)與安裝槽(31)上都開設(shè)有固定孔，所述燈板(4)頂部及底部均設(shè)置有定位孔。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，其特征在于：所述散熱模塊(6)使用壓縮機制冷結(jié)構(gòu)或半導(dǎo)體制冷結(jié)構(gòu)或冷卻液系統(tǒng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，其特征在于：所述燈板(4)外側(cè)固定設(shè)置有散熱風(fēng)扇(41)，所述燈板(4)內(nèi)設(shè)置有不同波長的反應(yīng)光源。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及光化學(xué)反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器，包括玻璃板式反應(yīng)器，玻璃板式反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有反應(yīng)通道，玻璃板式反應(yīng)器為兩片，兩片玻璃板式反應(yīng)器之間固定設(shè)置有夾套散熱板，夾套散熱板底部裝配有底座，位于夾套散熱板兩側(cè)的底座上端面均開設(shè)有安裝槽，安裝槽內(nèi)裝配有產(chǎn)生反應(yīng)光源的燈板，燈板朝向玻璃板式反應(yīng)器方向照射反應(yīng)光源；該集成光源及其散熱單元的光催化玻璃板式微反應(yīng)器各個部件緊湊安裝在一起，使得光源與反應(yīng)通道貼合的比較近，不僅僅能夠縮小設(shè)備體積，也能夠讓光源發(fā)射到反應(yīng)液的有效光損失最小化，優(yōu)化了散熱路徑，并集成多種光源散熱方式。

技術(shù)研發(fā)人員：陳海,華超君,龍肖,袁道檢
受保護的技術(shù)使用者：杭州莫洛特化學(xué)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26