[发明专利]一种原位气固相光催化反应的质谱分析装置

权利要求书

1.一种原位气固相光催化反应的质谱分析装置，包括光电离飞行时间质谱装置和原位光催化反应器，二者之间由差分室（9）连接；所述光电离飞行时间质谱装置为反射式飞行时间质谱分析装置；所述原位光催化反应器包括催化剂放置机构、反应光源（5）、进口管和出口管；其特征在于：

所述催化剂放置机构包括平板状的固定床（6）和空心封闭的板状壳体，固定床（6）材料为石英，固定床（6）位于所述板状壳体内，所述板状壳体的材料为石英玻璃；所述固定床（6）材料为石英，固定床（6）上放置催化剂的侧面为工作面；所述反应光源（5）位于板状壳体的上方，且反应光源（5）的出光面对应着固定床（6）的工作面；所述板状壳体长度方向的一侧边中部连通着进口管的一端，与固定床（6）相邻的进口管上设有第一阀门（4）；板状壳体长度方向的另一侧边中部连通着出口管的一端，与固定床（6）相邻的出口管上设有第二阀门（8）；所述出口管的另一端位于差分室（9）内，在板状壳体与第二阀门（8）之间的出口管内设有砂芯（11）；

工作时，板状壳体和差分室（9）内的真空度相同，为0.1 Torr～大气压；

在连续进样工作模式时，第一阀门（4）和第二阀门（8）保持敞开，气相成分（12）以流动相形式通过固定床（6）上的催化剂（7）连续参加反应，实现催化反应活泼中间体的超快捕获，适合原位光催化反应效率较高的催化反应；

在脉冲进样工作模式时，第一阀门（4）和第二阀门（8）保持关闭，达到反应的控制时间，打开第二阀门（8），实现对不同阶段的反应的气相成分（12）快速直接分析。

2.根据权利要求1所述一种原位气固相光催化反应的质谱分析装置，其特征在于：所述固定床（6）的工作面为光滑平面。

3.根据权利要求1所述一种原位气固相光催化反应的质谱分析装置，其特征在于：所述砂芯（11）的材料为石英，砂芯（11）内砂孔的直径为0.1-1mm；砂芯（11）与光电离飞行时间质谱装置中的分子束漏勺（10）外端面之间的距离小于20mm。

4.根据权利要求1所述一种原位气固相光催化反应的质谱分析装置，其特征在于：所述反应光源（5）的背面设有水冷机构或风冷机构，用于控制光催化反应温度。

5.根据权利要求1所述一种原位气固相光催化反应的质谱分析装置，其特征在于：所述反应光源（5）为紫外光源、可见光源、红外光源、或白光光源；反应光源（5）的数量与固定床（6）的表面积之间的关系为1个反应光源（5）/平方厘米。

6.根据权利要求1所述一种原位气固相光催化反应的质谱分析装置，其特征在于：与固定床（6）工作面对应的空心封闭的板状壳体的内壁上涂覆粉末状催化剂，或者填充粒径小于砂芯（11）内砂孔的催化剂颗粒。