[发明专利]传质强化的鼓泡固定床光催化二氧化碳还原反应器及方法

权利要求书

1.传质强化的鼓泡固定床光催化二氧化碳还原反应器，其特征在于，包括：

反应腔体(3)，呈倒圆台状，内部中空形成反应空间；

石英光窗(2)，安装于所述反应腔体(3)顶部；

进气底座(5)，安装于所述反应腔体(3)下部；

鼓泡床(4)，设置于所述反应腔体(3)的下端和进气底座(5)的上端之间。

2.根据权利要求1所述的传质强化的鼓泡固定床光催化二氧化碳还原反应器，其特征在于，所述鼓泡床(4)固定于所述反应腔体(3)的下端和进气底座(5)的上端之间。

3.根据权利要求1所述的传质强化的鼓泡固定床光催化二氧化碳还原反应器，其特征在于，还包括光窗盖板(1)；所述石英光窗(2)通过光窗盖板(1)固定于所述反应腔体(3)顶部。

4.根据权利要求1所述的传质强化的鼓泡固定床光催化二氧化碳还原反应器，其特征在于，还包括进液孔(6)与出气孔(7)；

进液孔(6)与出气孔(7)分别对称设置于反应腔体(3)的上部两侧，进液孔(6)与出气孔(7)内部的通道与反应腔体(3)上表面的夹角为45～60°。

5.根据权利要求1所述的传质强化的鼓泡固定床光催化二氧化碳还原反应器，其特征在于，进气底座(5)的上端设置为圆锥形，锥底与能鼓泡床(4)的下表面相连，锥顶开孔，与进气孔相连通。

6.根据权利要求1所述的传质强化的鼓泡固定床光催化二氧化碳还原反应器，其特征在于，反应腔体(3)的下端一侧设置原位监测孔(8)；在原位监测孔(8)的对侧设置三个并列的传感器孔(9)；三个并列的传感器孔(9)中分别设置为温度传感器、光电流传感器、压力传感器、pH计、离子传感器、参比电极中的三种。

7.根据权利要求1所述的传质强化的鼓泡固定床光催化二氧化碳还原反应器，其特征在于，反应腔体(3)的外周安装有换热套(10)。

8.根据权利要求1所述的传质强化的鼓泡固定床光催化二氧化碳还原反应器，其特征在于，鼓泡床(4)的平均孔径为50nm～50μm；直径为5～20mm，厚度为1～2mm。

9.根据权利要求1所述的传质强化的鼓泡固定床光催化二氧化碳还原反应器，其特征在于，鼓泡床(4)上均匀的分散有催化剂。

10.传质强化的鼓泡固定床光催化二氧化碳还原反应方法，其特征在于，基于权利要求1至9中任一项所述的传质强化的鼓泡固定床光催化二氧化碳还原反应器，包括以下步骤：

进气底座(5)通入的CO₂通过鼓泡床(4)被分散成微小气泡，分散于催化剂层中；

调节CO₂流量，使CO₂气泡、固载在鼓泡床上的催化剂颗粒、以及反应腔体中的溶液形成三相界面，利用石英光窗(2)入射的光进行光催化二氧化碳还原反应。