[发明专利]一种光电催化化学反应电解池装置

说明书

本发明提出了一种光电催化化学反应电解池装置，包括电解池；所述电解池设有相互连通的阴极反应室和阳极反应室，阴极反应室与阳极反应室连接处设有阻止阴极反应室内产物进入阳极反应室的离子隔膜。本发明是一种双电解池结构，分别为阴极反应池和阳极反应池，阴极反应池插有工作电极和参比电极，阴极反应池内完成主要的化学反应；阳极反应池插有对电极，与工作电极构成电压回路；在阴极反应池和阳极反应池之间用离子隔膜隔离，因离子隔膜存在，阴极反应室内产物不能进入阳极反应池发生氧化逆反应，有效提高了正向反应效率，可满足绝大部分光电催化化学反应研究要求。

技术领域

本发明涉及电解池技术领域，尤其涉及一种光电催化化学反应电解池装置。

背景技术

光电催化化学反应是一种通过光电催化激发物质进行还原、分解以及合成反应的技术手段，是目前国际上的热门研究课题，然而目前现有的光电催化化学反应电解池装置反应速率低，无法满足绝大部分光电催化化学反应研究要求。

发明内容

基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种光电催化化学反应电解池装置。

本发明提出的一种光电催化化学反应电解池装置，包括反应池体；所述反应池体设有阴极反应室和阳极反应室，阴极反应室与阳极反应室连通并且在阴极反应室与阳极反应室连接处设有阻止阴极反应室内产物进入阳极反应室的离子隔膜。

优选的，还包括第一电极塞、第二电极塞、第三电极塞、工作电极、参比电极和对电极，反应池体内设有阴极内胆、阳极内胆，阴极内胆、阳极内胆分别设有阴极反应室、阳极反应室，第一电极塞、第二电极塞均穿过反应池体与阴极内胆连接，第三电极塞穿过反应池体与阳极内胆连接，工作电极、参比电极分别穿过第一电极塞、第二电极塞伸入阴极反应室内且工作电极、参比电极分别与第一电极塞、第二电极塞螺纹连接，对电极穿过第三电极塞伸入阳极反应室内且对电极与第三电极塞螺纹连接。

优选的，还包括第一取样管和第二取样管，第一取样管穿过反应池体、阴极内胆伸入阴极反应室内，第二取样管穿过反应池体、阳极内胆伸入阳极反应室内。

优选的，反应池体上开设有与阴极反应室连通的第一窗口，第一窗口外依次设有第一窗片、第一环形压板并且第一环形压板与反应池体连接。

优选的，第一窗片与阴极内胆的接触面上设有第一密封圈。

优选的，反应池体上开设有与阳极反应室连通的第二窗口，第二窗口外依次设有第二窗片、第二环形压板并且第二环形压板与反应池体连接。

优选的，第二窗片与阳极内胆的接触面上设有第二密封圈。

优选的，还包括第一进气管和第一出气管，第一进气管一端穿过反应池体、阴极内胆伸入阴极反应室底端且第一进气管与反应池体、阴极内胆密封连接，阴极反应室内设有与第一进气管连接的第一曝气装置，第一出气管穿过反应池体、阴极内胆伸入阴极反应室顶端且第一出气管与反应池体、阴极内胆密封连接。

本发明提出的一种光电催化化学反应电解池装置，是一种双电解池结构，反应池体设有阴极反应室和阳极反应室，阴极反应室插有工作电极和参比电极，阴极反应室内完成主要的化学反应；阳极反应室插有对电极，与工作电极构成电压回路；在阴极反应室和阳极反应室之间用离子隔膜隔离，以光电催化还原N₂为例，电解液采用酸性电解质，离子隔膜采用质子交换膜，质子交换膜只容许H₊离子通过，在阴极反应池内发生还原反应：N₂+6H⁺+6e^-→2NH₃，因质子交换膜存在，溶解在水中的NH₃原子不能进入阳极反应池发生氧化逆反应，有效提高了正向反应效率，实现产物的及时分离，可满足绝大部分光电催化化学反应研究要求，尤其是在电化学合成氨领域有着广泛的应用。

附图说明