[发明专利]光催化反应器及相关方法

权利要求书

1.一种光催化反应器，包括：

反应器主体，其包括基本平面的底部和从所述底部延伸以限定凹部的一个或更多个侧壁，所述反应器主体限定：至少一个液体入口、至少一个液体出口、至少一个气体入口、和至少一个气体出口，使得所述反应器主体的入口和出口中的每一个都与所述凹部流体连通；以及

盖，其被配置为耦接到所述反应器主体以覆盖所述凹部，使得所述反应器主体和所述盖之间的交界面基本被密封；

其中，所述反应器主体和所述盖中的至少一个被配置为将入射紫外光传输到所述凹部中；并且

其中，所述反应器主体被配置为在所述凹部中容纳光催化剂，使得通过所述至少一个液体入口输送到所述凹部的液体的至少一部分能够在存在紫外光的情况下与所述光催化剂反应以产生气体。

2.如权利要求1所述的反应器，其中，所述反应器主体的所述凹部具有最大高度和大于所述最大高度的最大横向尺寸。

3.如权利要求2所述的反应器，其中，所述最大横向尺寸是所述最大高度的至少5倍。

4.如权利要求1所述的反应器，其中，所述凹部被配置为使得当所述液体在存在紫外光的情况下与所述光催化剂反应时，所述液体与所述光催化剂直接接触以产生气体。

5.如权利要求1所述的反应器，包括：气凝胶层，其被设置于所述盖和所述反应器主体中的至少一个的内表面上，其中，所述气凝胶层包括光催化剂。

6.一种光催化反应器系统，包括：

权利要求1所述的反应器；

液体输送系统，其包括泵、被配置为耦接到所述泵的出口和所述反应器主体的所述至少一个液体入口的第一导管、和被配置为耦接到所述泵的入口和所述反应器主体的所述至少一个液体出口的第二导管；以及

气体循环系统，其包括泵、被配置为耦接到所述泵的出口和所述反应器主体的所述至少一个气体入口的第一导管、和被配置为耦接到所述泵的入口和所述反应器主体的所述至少一个气体出口的第二导管，

其中，所述反应器主体和所述盖中的至少一个被配置为将入射紫外光传输到所述凹部中；并且

其中，所述反应器主体被配置为在所述凹部中容纳光催化剂，使得在存在紫外光的情况下所述液体的至少一部分与所述光催化剂的反应能够产生气体。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述气体循环系统包括：阀，其耦接到所述第一导管和所述第二导管中的至少一个，并且被配置为选择性地中断气体通过所述第一导管和所述第二导管中的所述至少一个的流动。

8.如权利要求6所述的系统，其中，所述凹部被配置为使得当所述液体与所述光催化剂在存在紫外光的情况下反应时，所述液体的所述至少一部分与所述光催化剂直接接触以产生气体。

9.如权利要求6所述的系统，其中，所述液体输送系统被配置为连续地使液体经由所述至少一个液体入口和所述至少一个液体出口通过所述凹部循环或用液体填充所述凹部的大部分。

10.如权利要求6所述的系统，其中，光催化剂被设置于所述盖和所述反应器主体中的至少一个的内表面上。

11.如权利要求10所述的系统，其中，所述光催化剂包括气凝胶层、膜涂层、导电材料、以及金属氧化物、或其结合。

12.如权利要求6所述的系统，其中，液体被设置于所述液体输送系统中，并且所述液体包括反应剂和牺牲剂。

13.如权利要求6所述的系统，其中，所述反应器被配置为相对于所述反应器被支撑在其上的表面成角度地放置。

14.如权利要求13的系统，还包括：支架，其被配置为在至少第一位置和第二位置处将所述反应器主体支撑在表面上，在所述第一位置处所述反应器主体是基本水平的，在所述第二位置处所述反应器主体相对于所述表面成角度。

15.如权利要求6所述的系统，还包括：垫片，其被配置为设置于所述盖和所述反应器主体的所述一个或更多个侧壁之间，以密封所述反应器主体和所述盖之间的所述交界面。

16.如权利要求14所述的系统，其中，所述反应器主体和所述盖中的至少一个限定配置为容纳所述垫片的凹槽。