[实用新型]一种产生和强化催化剂表面放电的原位漫反射红外光谱装置

说明书

本实用新型公开了一种产生和强化催化剂表面放电的原位漫反射红外光谱装置，涉及红外光谱分析测试系统领域，包括下壳体和上端盖；所述下壳体和上端盖组成密闭的空间；所述上端盖上开设有红外光入射窗口与红外光出射窗口，红外入射和出射单元经过红外光入射窗口与红外光出射窗口入射与出射；所述下壳体内设置有耐高温绝缘体；所述高温绝缘体位中空结构，中空结构内设置有支架，支架上端设置有耐高温绝缘层，耐高温绝缘层上设置有高压电极和接地电极，高压电极与接地电极之间设置有介质，介质之间设置有球形介质和催化剂。本装置可实时检测等离子体‑催化表面反应的原位漫反射。

技术领域

本实用新型涉及红外光谱分析测试系统，尤其是一种产生和强化催化剂表面放电的原位漫反射红外光谱装置。

背景技术

低温等离子体-催化技术是极具前景的降解挥发性有机污染物的方法，但由于反应过程非常复杂，其反应机理、反应物之间的相互影响机制尚未明确。反应过程除了一般的气固相反应，还有电子、离子、自由基和亚稳态分子参与的反应，这类反应十分迅速，为研究带来了困难。目前针对低温等离子体-催化反应过程的研究主要通过分析气相产物成分、反应后催化剂表征来进行，均是通过分析间接检测结果猜测中间反应过程。即使部分研究者采用发射光谱、激光诱导荧光方法原位检测了反应过程中等离子体与气相反应物的反应，但是这些方法不能检测等离子体参与的表面催化反应。然而，等离子体参与的表面催化反应与气相反应存在很大差异，也是低温等离子体-催化技术的关键，因此，十分有必要提供一种能够原位检测等离子体参与的表面催化反应过程的装置和方法。

综上所述，现阶段还没有相关装置能够提供等离子体环境中的催化剂表面物种结构的原位检测。

实用新型内容

本实用新型提供了一种产生和强化催化剂表面放电的原位漫反射红外光谱装置，本实用新型通过如下技术方案得以实现：

一种产生和强化催化剂表面放电的原位漫反射红外光谱装置，包括下壳体和上端盖；所述下壳体和上端盖组成密闭的空间；所述上端盖上开设有红外光入射窗口与红外光出射窗口，红外入射和出射单元经过红外光入射窗口与红外光出射窗口入射与出射；所述下壳体内设置有耐高温绝缘体；所述高温绝缘体位中空结构，中空结构内设置有支架，支架上端设置有耐高温绝缘层，耐高温绝缘层上设置有高压电极和接地电极，高压电极与接地电极之间设置有介质，介质之间设置有催化剂。

进一步的，所述耐高温绝缘体内还设置有电加热层，用于加热催化剂。

进一步的，所述介质之间还设置有球形介质，球形介质上置有催化剂。

进一步的，所述耐高温绝缘体外侧设置有冷却水管道。

进一步的，所述高压电极与高压电极引线连接；所述接地电极与接地电极引线连接。

进一步的，所述耐高温绝缘层内安装有热电偶。

进一步的，所述下壳体上开设有气体出口；上端盖上开设有气体入口。

进一步的，所述冷却水管道上开设冷却水入口和冷却水出口。

进一步的，所述上端盖上还开设有观察窗口；气体入口处设置有压力表。

进一步的，介质为氧化铝或者石英玻璃，球形介质为氧化铝球、玻璃球、石英球、铁电体。

光谱装置内部为反应装置，其主体为与金属壳体镶嵌连接的耐高温绝缘体，内部中空，并放置有一个支架。支架上方为耐高温绝缘层，绝缘层与绝缘体顶部平面留有一定距离，用于放置球形介质和催化剂。绝缘体内表面两侧为放电时所需的介质，介质顶部与绝缘体顶部平面平齐，下部嵌入绝缘层，以便位置的固定。介质与绝缘体内表面间放置电极，介质与电极相配合可进行介质阻挡放电，创建实验所需条件。放电区域的球形介质能够促进表面放电，使产生的表面流光传播到催化剂表面。