[发明专利]一种用于原位探测高压气固相催化反应产物的实验装置

权利要求书

1.一种用于原位探测高压气固相催化反应产物的实验装置，包括质谱仪（1），其特征在于：还包括高压催化反应器；所述高压催化反应器竖直密封设于质谱仪（1）的下部；

所述高压催化反应器包括高压催化反应机构（4）、加热机构（3）和取样喷嘴（2）；

所述高压催化反应机构（4）包括由外至内同轴设置的套管（41）、承压管（42）和石英反应管（43）；所述套管（41）的上部为圆管，上部顶端为圆盘法兰，上部圆管的两侧对称设有两个排气管（411），下部为圆锥管；所述承压管（42）的下端为敞口，上端为半球状，上端中心设有微孔（421），所述微孔（421）为外大内小的圆锥孔；所述石英反应管（43）同轴设于承压管（42）内部，石英反应管（43）前端与承压管（42）的微孔（421）相邻，石英反应管（43）后端伸至承压管（42）外部；石英反应管（43）前端的前端面上均布设有小孔（434），与前端面对应的石英反应管（43）内通过石英棉（432）封装有催化剂（431）；

所述加热机构（3）套设在套管（41）的外部；

所述取样喷嘴（2）的后端口固定连接着质谱仪（1），取样喷嘴（2）的取样口同轴对应着承压管（42）的微孔（421）的大直径端，且位于套管（41）的圆管的上部内；

工作时，所述加热机构（3）将高压催化反应机构（4）中的石英反应管（43）中的催化剂（431）加热至反应温度；高压气相反应物由石英反应管（43）的后端进入，使石英反应管（43）内形成高压环境，与催化剂（431）接触并发生催化反应；气相反应产物经石英反应管（43）前端的小孔（434）进入承压管（42），经承压管（42）的微孔（421）喷出形成超声分子束，进入套管（41）内，再由取样喷嘴（2）的取样口进入质谱仪（1），被质谱仪（1）检测。

2.根据权利要求1所述的一种用于原位探测高压气固相催化反应产物的实验装置，其特征在于：所述石英反应管（43）反应时的压力范围为0-4MPa。

3.根据权利要求1所述的一种用于原位探测高压气固相催化反应产物的实验装置，其特征在于：所述微孔（421）的小直径端的孔径Φa为0.01-0.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于原位探测高压气固相催化反应产物的实验装置，其特征在于：石英反应管（43）前端的小孔的孔径为Φ0.1-1mm，相邻小孔之间的间距为0. 1-1mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于原位探测高压气固相催化反应产物的实验装置，其特征在于：所述取样喷嘴（2）的孔径为Φ0.05-0.5mm，所述取样喷嘴（2）的取样口与承压管（42）的微孔（421）之间的间距d2为0.5-2mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于原位探测高压气固相催化反应产物的实验装置，其特征在于：所述石英反应管（43）和承压管（42）之间的径向间隙为0.5-2mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于原位探测高压气固相催化反应产物的实验装置，其特征在于：一侧排气管（411）封闭，封闭端上设有第一压力传感器（412）；另一侧排气管（411）通过电动蝶阀（413）连接着抽气泵（414）的出口；所述套管（41）的圆锥管下端通过转接头（44）连接着接头座（45），所述石英反应管（43）的后端通过转接头（44）伸至接头座（45）内，与石英反应管（43）的后端对应的接头座（45）的外部连通着高压接头外管（46），高压接头外管（46）的侧面通过测压支路管（461）设有第二压力传感器（462）。

8.根据权利要求7所述的一种用于原位探测高压气固相催化反应产物的实验装置，其特征在于：所述转接头（44）的上部套设在承压管（42）上，转接头（44）和承压管（42）的轴向接触面之间通过第一密封圈（441）密封；所述石英反应管（43）的下部套设在转接头（44）上，转接头（44）和套管（41）的轴向接触面之间通过第二密封圈（442）密封；所述转接头（44）和接头座（45）的连接端面之间通过第三密封圈（443）密封，所述石英反应管（43）和接头座（45）的轴向接触面之间通过第四密封圈（444）密封。