[实用新型]一种用于气体与反应面多相催化的测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及催化测试仪器领域，特别是一种用于测试气体与反应面反应的、判断是否具有气体与反应面多相催化活性、适用真空环境并使得在气体与反应面多相催化过程中各种气体与反应面的反应能被快速筛选的一种用于气体与反应面多相催化的测试装置。

背景技术

众所周知，标准的催化过程满足三个基本原则，第一反应速率增加、第二反应前后催化剂本身不消耗、第三不改变最终热动态平衡，近些年，出现了一种新的催化类型：气体与反应面多相催化，可以打破上述第三条原则的限制，被认为是扩展了催化的传统概念的限制，在工业上和绿色化学等领域都有着重要作用。如果一个表面是能够进行气体与反应面多相催化的，即具有气体与反应面多相催化活性，则从表面脱吸附的气体分子二聚体与单体的比值和标准气相平衡下的气体分子二聚体与单体的比值是不同的。传统的催化是受到化学平衡约束的，但是气体与反应面多相催化并不是这样，气体与反应面多相催化可能会增加新的催化过程，特别是那些需要短寿命、高能量的非平衡态反应物，比如氢或卤素自由基，气体与反应面多相催化是在限制低气体数量密度以及强气体与反应面相互作用条件下由动能理论产生。

气体与反应面多相催化活性的测试方法或装置均区别于一般的气体与反应面反应的仪器，气体与反应面多相催化需要具备特殊需要的条件，目前的研究目标是找出哪些气体和表面，它们之间的相互作用是能够进行气体与反应面多相催化的，但是现实存在的障碍是缺少一种方便、便宜、快速的方法来筛选出适合气体与反应面多相催化的样品，针对这一新兴的催化类型，现有设备还很不完善，无法满足当前工业上催化测试设备的多种要求，气体与反应面多相催化反应有两个基本条件：一是气体与表面有物理的或是化学的相互作用，并以某个浓度形成吸附，而此浓度不在标准气相平衡范围内，二是气相碰撞足够少，没有达到气相平衡，而满足后者条件要求需要气相反应的平均自由程在长度上大于气体与反应面碰撞距离，对于宏观的气体与反应面多相催化体系，该条件是通过减少单位体积中的气体分子数目 或实验仪器尺寸满足一定关系来得以实现的。所述一种用于气体与反应面多相催化的测试装置能较好解决气体与反应面多相催化的问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型通过使实验仪器关键部件尺寸满足一定关系来实现气体与反应面多相催化反应的条件，提供了一种经济的、简易的、真空环境适用的仪器，使得在气体与反应面多相催化过程中，各种气体与反应面的反应能被快速筛选。

本实用新型所采用的方案是：

所述一种用于气体与反应面多相催化的测试装置主要包括真空腔、气体与反应面多相催化的筛选设备、残余气体分析器、分析器入口、计算机、活动挡板、直线驱动器I、支撑平台、直线驱动器II、进气管、供气设备、连接于所述真空腔的排气阀、闸板阀及真空泵组，所述气体与反应面多相催化的筛选设备主要包括特氟龙罩子、反应室、反应室盖、样品台、排气孔、待测样品，测试装置相关部件之间的位置参量包括待测样品长度、特氟龙罩子内侧至待测样品表面距离、特氟龙罩子外侧至残余气体分析器距离、分析器入口内径、特氟龙罩子侧面上孔内径、特氟龙罩子侧壁厚度，所述反应室具有多个出气孔，所有测试的气体是双原子分子，分子量在200以下，测试样品表面可以是特氟龙、聚酰亚胺、玻璃、金等，测试气体可以是氦气、氩气、环己烷、水、甲醇、甲酸、乙酸等，待测气体相关参数为气体平均自由程。

所述气体与反应面多相催化的筛选设备、所述残余气体分析器、分析器入口、活动挡板、直线驱动器I、支撑平台、直线驱动器II位于所述真空腔内，所述气体与反应面多相催化的筛选设备位于所述残余气体分析器及分析器入口的下方；所述残余气体分析器通过电缆连接所述计算机；所述活动挡板连接于所述直线驱动器I、并能够在需要时阻挡从所述气体与反应面多相催化的筛选设备到所述残余气体分析器的测试气体流；所述直线驱动器II通过螺丝连接于所述反应室，能够使所述反应室在所述特氟龙罩子内沿轴向滑动、并能够将某个选定的测试表面移动到所述分析器入口附近；所述样品台固定并密封在所述反应室中，所述样品台上具有至少六个样品位用于放置待测样品，所述反应室盖通过螺纹连接所述反应室，开启所述反应室盖能够取出所述样品台，样品台安装到位时，所述样品台上每个样品位都对应于所述反应室上的一个出气孔，与所述供气设备连接的所述进气管贯穿所述反应室盖并通入所述反应室内；所述特氟龙罩子通过螺丝连接于所述支撑平台，所述反应室位于所述特氟龙罩子内。