[实用新型]一种光催化反应设备

说明书

本实用新型公开了一种光催化反应设备，包括气体容器，气体容器通过依次连接有气体润湿装置、光反应装置、第一气体净化器、第二气体净化器、气相色谱仪，气相色谱仪还分别与气体润湿装置、光反应装置连接；第一气体净化器还与光反应装置连接。通过色谱进料流量计、气体净化管、气相色谱仪，将光反应器的气体产物送至气相色谱仪检测，不仅能检测CO2还原产物，还能检测光催化析氢产物；价格低廉、性能稳定、结构简单、操作方便。

技术领域

本实用新型属于反应设备技术领域，涉及一种光催化反应设备。

背景技术

随着社会的发展，环境污染和能源危机已经成为全球公众关注的两大问题。日益增长的能源消耗和环境意识之间的明显不协调的情况刺激了寻求可再生和绿色能源以维持社会可持续发展的无休止的研究努力^[1-4]。由于化石燃料的大规模燃烧，二氧化碳这种温室气体的浓度，在大气中超过400ppm^[5-6]。由于太阳能是取之不尽用之不竭的，因此将CO₂光还原成有用的燃料是解决能源问题和环境问题的可持续方式^[7-9]。水分解产生的光催化氢反应对开发可持续的氢能以替代化石燃料具有吸引力^[10-12]。于是就需要设计出一种价格低廉、性能稳定、结构简单、操作方便、精准检测的还原装置。现如今，光催化析氢、二氧化碳还原装置有这些缺陷：1.装置气密性差；2.气体产物不能有效检测；3.装置中的杂质气体不能完全排完；4.现有装置价格昂贵；5.由于光催化反应器设计原因，导致取样口取样不方便；6.不能实现在线检测与线下检测集成。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光催化反应设备，解决了现有技术中存在的检测精度低的的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种光催化反应设备，包括气体容器，气体容器通过依次连接有气体润湿装置、光反应装置、第一气体净化器、第二气体净化器、气相色谱仪，气相色谱仪还分别与气体润湿装置、光反应装置连接；第一气体净化器还与光反应装置连接。

本实用新型的特点还在于：

气体容器与气体润湿装置之间依次设置有进料流量计、压力仪表，气体润湿装置、光反应装置之间设置有用于检测光反应装置内压力的压力表；第一气体净化器、第二气体净化器之间连接有真空泵流量计、真空泵，还包括有球阀c，球阀c与真空泵流量计、真空泵并联；第二气体净化器与真空泵之间连接有用于监测进入气相色谱仪气体流量的色谱进料流量计。

进料流量计、气体润湿装置之间依次连接有球阀a、三通阀a、三通阀b、止逆阀a，压力仪表连接在三通阀a上，气体润湿装置、光反应装置之间连接有球阀b、止逆阀b、三通阀c、三通阀d，第一气体净化器通过三通阀e 分别与球阀c、真空泵流量计连接，色谱进料流量计与真空泵之间连接有三通阀f、三通阀h、球阀e，球阀c与三通阀f连通；气相色谱仪与光反应装置之间一次连接有球阀g、三通阀j、三通阀k、球阀i、止逆阀d，三通阀j 与三通阀h连通，止逆阀d与三通阀c连通，三通阀k通过球阀h、止逆阀c与三通阀b连通。

第一气体净化器出口还连接有杂质回收器，气相色谱仪出口与杂质回收器连接。

三通阀h与球阀e之间连接有三通阀i，三通阀i通过球阀d、止逆阀e 与杂质回收器连通，气相色谱仪与球阀g之间连接有三通阀l，三通阀l通过球阀f、止逆阀f与杂质回收器连通。

三通阀h、三通阀f之间设置有用于取样的三通阀g。

气体润湿装置包括反应器，反应器内承载有去离子水，反应器外壁设置有冷却水系统。

光反应装置包括光反应器，光反应器内承载有去离子水和光催化剂，光反应器顶部设置有光源，光反应器下方设置有磁力搅拌器，外壁设置有冷却水系统。

气体容器包括CO气瓶，CO气瓶与进料流量计之间连接有球阀j。