[发明专利]一种双通道高压光热催化反应装置

说明书

一种双通道高压光热催化反应装置，包括：一端开口的钢质套管内管和钢质套管外管，所述钢质套管内管开口端贯通所述钢质套管外管第一端且开口端伸入所述钢质套管外管内部，所述钢质套管内管开口端设置有氧载体膜而封口端贯通设置有内管进气管和内管出气管，所述内管出气管中设置有热电偶丝。本申请提供的一种双通道高压光热催化反应装置具有如下有益效果：(1)实现了双通道高压光热协同反应，光热反应温度可调，聚焦光斑可位于氧载体膜上，光斑大小可以调节；(2)实现了氧载体膜用于氧传输，单催化剂可用于双反应。实现了光热协同反应进行，在光热高压条件下进行材料的活性测试以及氧迁移能力测试。

技术领域

本发明属于光化学领域，具体涉及一种双通道高压光热催化反应装置。

背景技术

传统光催化效率相对较低，同时受限于反应温度，导致传统光催化应用受限。光热催化系统相对于光催化，高温辅助光催化提高了催化效率。在多种实验条件下促进反应进行，提高生产速率，从而提高生产效率、效益。光热催化系统的应用对光化学的发展起到了重要的支撑作用。

目前光热催化装置多为高压或者常压装置，通过聚光进行光热催化，提高了转化速率。如专利ZL201620142695.1，201610144691.1，201420231842.3利用光热催化，属于单反应、高压装置。尽管光热装置应用较广，但是光热催化装置多为高压单通道反应，对于一些特定反应，如甲烷氧化、甲烷干重整、CO2裂解等反应，该反应无法实现反应底物完全转化，而产物中分子性质相近，分离困难，提高分离成本。化学链催化反应可获得高纯产物，降低分离成本，但是该反应只可间歇式进行，因此目前的催化装置存在应用局限性。如何使一种装置具有光热催化效应、实现双反应同时耐高压的特性十分有必要。

发明内容

本发明提供一种双通道高压光热催化反应装置，克服现有光热高压单通道催化系统存在的一些缺陷，实现高压光热协同的情况下材料合成以及催化活性测试。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种双通道高压光热催化反应装置，包括：一端开口的钢质套管内管和钢质套管外管，所述钢质套管内管开口端贯通所述钢质套管外管第一端且开口端伸入所述钢质套管外管内部，所述钢质套管内管开口端设置有氧载体膜而封口端贯通设置有内管进气管和内管出气管，所述内管出气管中设置有热电偶丝，所述内管进气管和所述热电偶丝的第一端均伸入所述钢质套管内管内部且靠近所述氧载体膜，所述钢质套管外管第一端上贯通设置有外管进气管和外管出气管，所述外管进气管第一端伸入所述钢质套管外管内部且靠近所述氧载体膜，所述钢质套管外管第二端外设置有光源，所述钢质套管外管第二端上设置有透光窗口，所述光源透过所述透光窗口照射于所述氧载体膜上。

优选地，所述透光窗口由石英制成。

优选地，所述光源包括：氙灯光源、汞灯光源、激光光源或卤素灯光源。

优选地，所述光源包括紫外光光源、可见光光源或红外光光源。

优选地，所述光源包括平行光光源或汇聚光光源。

优选地，所述光源和所述氧载体膜之间设置有聚焦镜，所述光源透过所述聚焦镜汇聚于所述氧载体膜上。

优选地，所述氧载体膜包括氧化铈载体膜或钙钛矿载体膜。

优选地，所述钢质套管外管外侧设置有循环水。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

(1)实现了双通道高压光热协同反应，光热反应温度可调，聚焦光斑可位于氧载体膜上，光斑大小可以调节；

(2)实现了氧载体膜用于氧传输，单催化剂可用于双反应。实现了光热协同反应进行，在光热高压条件下进行材料的活性测试以及氧迁移能力测试。

附图说明