[发明专利]可循环液相光催化合成装置

说明书

本发明属于材料合成设备技术领域，具体涉及一种可循环液相光催化合成装置，该装置包括进样混合装置、催化反应装置、催化剂清理循环装置和产物收集装置，进样混合装置，用于添加反应原料，催化反应装置包括进液管、进样泵、催化箱、螺旋混合浆、光照器、出液管和出样泵，催化剂清理循环装置包括清理箱、循环管、清理管、进样阻隔网和出样阻隔网。本发明提供的一种可循环液相光催化合成装置，在反应过程中使催化剂的位置循环移动，且适时清理催化剂，从而增加催化剂与反应物的接触面积和接触范围，提高装置催化效率。

技术领域

本发明属于材料合成设备技术领域，具体涉及一种可循环液相光催化合成装置。

背景技术

光催化合成反应在合成化学，特别在一些非常见有机结构的合成中占有特殊的地位，能大大缩短传统合成化学的步骤而经济实用。光催化是光化学和催化科学的交叉点，一般是指在催化剂参与下的光化学反应。具有以下特点：(1)光化学反应合成产物的条件一般比依赖反应釜的热化学合成条件温和，安全性高；(2)有机化合物在进行光化学反应时，可以不需要进行集团保护；(3)在常规合成中，可通过插入光化学反应步骤来缩短合成路线。

在光化学合成领域，光催化剂发挥着非常重要的作用。光化学反应一般是通过产生自由基进行的，简单的有机分子的自由基的产生通常需要短波长的紫外照射，氧化还原反应或加热等条件。光催化研究领域开发了过渡金属配合物类催化剂和有机高共轭催化剂，这些光催化剂能够在可见光波长范围内被激发，相比于有机小分子，对于光的吸收有更高的效率。这一系列催化剂的结构都有着高度共轭体系，但也还有各自的特点，包括简单的芳香共轭基团、中性和带电体系、官能团化的有机染料和能够通过配体改变性质的过渡金属络合物。

现有技术中关于光催化反应合成的装置包括进样口、反应主体和出样口，比如中国专利CN206424928U公开的一种利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其包括罐体，罐体内的中下部设有甲醇合成反应室，甲醇合成反应室内设有分隔部和光源，分隔部将甲醇合成反应室分割成待过滤腔和甲醇合成腔，待过滤腔与二氧化碳气体输入管的出气口和水输入管的出水口相连，甲醇合成腔的下部设有排水口，排水口与甲醇与水混合液排出管的进液口相通，甲醇与水混合液排出管上串联有循环泵，甲醇与水混合液排出管的出液口与位于罐体内甲醇合成反应室上方的喷淋管相通，罐体内位于喷淋管的上方设有气化甲醇回收装置；该装置的反应主体主要有反应室和光源组成，反应室被分割成若干部分，通过进水口和出水口来实现连续生产。该装置虽然实现了光催化合成甲醇的连续化生产，提高了转化效率和转化速度，但是其在待过滤腔内和甲醇合成腔内放置催化剂，随着反应的进行催化剂的位置是固定的，仅有反应液流过催化剂并进行反应，则催化剂与反应液的接触范围小，导致催化效率低。且上述专利固定放置的催化剂方式也不方便催化剂的回收和清理，催化剂长期使用后，其表面的反应物或产物杂质得不到及时清理，如果是油性产物，则这些物质占据了催化剂的大量表面积，阻碍了生产原料与催化剂的接触，导致催化效率降低。

综上，现有技术的光催化合成装置存在的问题是催化剂的位置不可循环移动，导致其与反应物的接触面积受限，催化效率低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可循环液相光催化合成装置，在反应过程中使催化剂的位置循环移动，且适时清理催化剂，从而增加催化剂与反应物的接触面积和接触范围，提高装置催化效率。

本发明的目的是提供一种可循环液相光催化合成装置，包括：

进样混合装置，用于添加反应原料；

催化反应装置，包括进液管、进样泵、催化箱、螺旋混合浆、光照器、出液管和出样泵，所述进液管的一端与所述进样混合装置连通，另一端与所述催化箱一端连通，所述催化箱上连接所述出液管的一端，所述进样泵安装在所述进液管上，所述催化箱上设有催化剂加料口，所述螺旋混合浆设置于所述催化箱内，所述催化箱上设有控制所述螺旋混合浆转动的旋转电机，所述螺旋混合浆为透明材质制备，且其内部设有所述光照器，所述出样泵安装在所述出液管上；