[发明专利]一种光电协同催化二氧化碳制甲醇的实验装置及实验方法

说明书

本发明公开了一种光电协同催化二氧化碳制甲醇的实验装置及实验方法，该实验装置包括反应装置筒体，设置在反应装置筒体上的进气口、液体循环进液管口、液体循环出液管口及液体取样口；连接在反应装置筒体内的紫光灯放置筒，设置在紫外灯放置筒上的三个密闭电极放置桶，紫光灯放置在紫光灯放置筒内，电极放置在密闭电极放置桶内；液体循环出液管为以切圆式排列布置的倾斜式喷管，通过橡胶管外接筒外循环泵，与液体循环进液管共同组成液体循环体系；本发明通过采用磁力搅拌，循环出液管的喷管设计，可增强反应容器内液体及催化剂的扰动，提高催化剂工作效率；电极筒的螺纹设计可方便电极与密封圈的放置，密封圈设计可以保护电极，提高反应装置安全性。

技术领域

本发明属于光电协同催化技术领域，涉及一种光电协同催化反应实验装置，进一步涉及一种适用催化剂粉末或催化复合电极的利用隔膜水泵抽吸的三电极循环搅流反应装置筒体用以光电催化二氧化碳制甲醇的实验装置及实验方法。

背景技术

在对光催化及电催化二氧化碳还原的反应的研究过程中，大量实验证明光电协同催化反应的效果在光催化及电催化效率之上，其效率甚至可以超过单一光催化或电催化之和。但现有装置未能满足协同催化所需要的条件，大多数的协同催化实验装置较为简陋，且装置较为不稳定，影响反应进程甚至是结果，且在需使用催化剂进行催化反应的光电催化反应中，由于催化剂与溶液接触不足或融合不够好会在重力的作用下有较多的固体颗粒沉降在容器底部，且外部供光无法达到装置各处均匀，影响光催化反应甚至是光电催化反应效率，造成催化性能降低。

发明内容

本发明的目的是克服原有实验装置的不足，提供一种光电协同催化二氧化碳制甲醇的实验装置及实验方法，从反应装置三个不同方向筒体底部引流出液体，通过隔膜水泵由液体循环进口将反应筒底部的液体及催化剂颗粒吸入，并由筒体上部以切圆形式由渐缩喷管喷入筒体，其能使催化剂在反应液中分布更加均匀，提升光催化反应效率，在改良光催化性能的基础上，引入电化学加以协同反应，通过三电极放置筒体系用以满足目前科研最为常用的三电极供电或测量体系。

本发明解决所述技术问题的方案是：

一种光电协同催化二氧化碳制甲醇的实验装置，包括反应装置筒体1，设置在反应装置筒体1上的进气口2、液体循环进液管口3、液体循环出液管口4及液体取样口5；放置在反应装置筒体1内并与反应装置筒体1连接的紫光灯放置筒6，设置在紫光灯放置筒6上的三个密闭电极放置桶7，紫光灯放置在紫光灯放置筒6中心的空心圆柱形圆筒内；工作电极、参比电极和对电极放置在密闭电极放置桶7中心的空心圆柱形圆筒内；液体循环出液管口4为倾斜式喷管，通过橡胶管外接筒外循环泵，与液体循环进液管口3共同组成液体循环体系。

所述液体循环进液管口3为三个，其轴线与反应装置筒体1轴向夹角为60°，液体循环进液管口3轴线为同一圆的切线，所切圆直径为120mm。

所述反应装置筒体1与紫光灯放置筒6利用圆形法兰盘连接，连接使用M8六角全螺栓，在圆形法兰盘上均匀布置，数目为10个。

三个所述密闭电极放置桶7围绕紫光灯放置筒6成120度圆周排列，每个密闭电极放置桶7顶部可螺纹拆卸的设置在圆形法兰盘上。

所述密闭电极放置桶7上为R3/4螺纹，螺纹长为10mm，螺纹下端放置外径为26mm，内径为12mm的密封圈，密封圈距密闭电极放置桶7下端距离80mm。

所述液体取样口5处采用G20取样阀。

所述反应装置筒体1、紫光灯放置筒6和密闭电极放置桶7均采用有机玻璃材料；所述液体循环进液管口3、液体循环出液管口4及液体取样口5均采用ABS塑料材料。

所述密闭电极放置桶7内部的密封圈为硅胶材料。