[实用新型]一种气体光化学或光催化反应系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光(催化)反应容器技术领域，特别是一种气体光化学或光催化反应系统。

背景技术

目前，化学实验室所使用的光催化反应容器主要有聚光式和非聚光式两类。聚光式光催化反应容器是以人工光源作为光源，光源位于反应容器的中央，光源的四周为环状反应室。这种光催化反应容器的光催化效率高，但光利用率不高；非聚光式光催化反应容器的光源可以是人工光源，也可以是天然日光，光源的光线以垂直或接近于垂直于反应面的方式照射反应容器。这种光催化反应容器的缺点是照射反应容器的光强度不均匀，光催化反应也就不均匀，光催化效率不高，且光利用率也不高。另外，目前化学实验室所使用的光催化反应容器多适用于液体反应，用于气体光催化反应的反应容器并不多见，而且气体的光(催化)反应结束后液体产物的获取也不方便。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供的一种气体光化学或光催化反应系统，该反应系统不仅光照强度均匀、密封性能优良，而且光的利用率高，可以根据反应需要随意更换不同的光源，并可使光反应产物采集和分析变的简便、科学合理。

实现本实用新型目的的具体技术方案是：

一种气体光化学或光催化反应系统，它包括反应区及循环冷凝区；所述反应区由反应容器、光源及热电偶组成，反应容器为一“U型腔体，其中部设有一“T”型光源腔，反应容器顶部与光源腔之间设有密封垫；光源上设有光源座，光源置于光源腔内；反应容器上设有温度插孔，热电偶设于温度插孔内；反应容器上分别设有四个接口：真空计接口、冷凝器上接口，进料、抽气口、冷凝器下接口，各接口上分别连接一阀门；循环冷凝区由废气吸收管、控制阀门、冷凝器、产物储罐、气体循环驱动器组成并通过管线连接；废气吸收管一端与反应容器上的冷凝器上接口连接、一端与控制阀门连接；气体循环驱动器一端连接反应容器上的冷凝器下接口、另一端连接冷凝器及产物储罐；冷凝器另一端连接控制阀门。

所述反应容器外壁下半部、光源腔内壁下半部均设有氟橡胶吸光板层。

所述反应容器外壁上半部设有铝箔纸层或抛光面铁板层。

所述产物储罐设有取样口。

本实用新型的有益效果是：系统中进行气体光催化反应时，光照强度均匀、光利用率高；同时由于光照面积与反应物的体积比值较大，光催化反应速率较快；循环冷凝区的采用使得气体的光(催化)反应产物的收集及对其定量分析更方便、更科学合理。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

具体实施方式

参阅图1，本实用新型包括反应区1及循环冷凝区2；反应区1由反应容器3、光源4及热电偶6组成，反应容器3为一“U型腔体，其中部设有一“T”型光源腔5，反应容器3顶部与光源腔5之间设有密封垫7；光源4上设有光源座41，光源4置于光源腔5内；反应容器3上设有温度计插孔32，热电偶6置于温度计插孔腔32内；反应容器3上分别设有四个接口：真空计接口(33)、冷凝器上接口(34)，进料、抽气口(35)、冷凝器下接口(36)，各接口上分别连接一阀门；循环冷凝区2由废气吸收管22、控制阀门23、冷凝器24、产物储罐25、气体循环驱动器27组成并通过管线连接；废气吸收管22一端与反应容器3上的冷凝器上接口34连接、一端与控制阀门23连接；气体循环驱动器27一端连接反应容器3上的冷凝器下接口36、一端连接冷凝器24及产物储罐25；冷凝器24另一端连接控制阀门23；反应容器3外壁下半部、光源腔5内壁下半部各设有氟橡胶吸光板层31；反应容器3外壁上半部设有铝箔纸层或抛光面铁板层38；产物储罐25设有取样口26。

本实用新型工作时，首先将催化剂放入反应容器3中，密封反应容器3，再从进料、抽气口35将反应室抽真空，然后从进料口35缓慢放入反应气体到合适的量。打开光源4开关，反应气体在催化剂催化和光源4的照射下，在光源腔5和反应容器3之间的环状反应室间进行光催化反应。在反应进行过程中气体反应室内的压力会发生变化，由于采用了合适的密封方法，气体反应可以不受外界大气中气体的影响。反应结束后，再打开光反应区与循环冷凝区之间的上接口34、下接口36及气体循环驱动器27，进行低温循环冷凝。通过冷凝系统的循环，在液体产物储罐25中可得到液体产物，并实现在取样口26进行取样、然后进行分析及测定。在本实用新型内进行的光(催化)反应中，光照强度均匀，密封性能优良。因反应容器3上半部的外壁包裹有反光材料38(铝箔纸层或抛光面铁板层)，光源产生的光可以在反应室里多次反射，有助于提高光的利用率。若外加加热袋，在光源不变的情况下实现反应在不同温度下的恒温反应。另外反应容器3下半部分包裹黑色氟橡胶吸光板层31可以减弱光的作用，增加反应产物的选择性，即通过反应容器3上部(强光高温区)与下部(弱光低温区)之间的温度差和光强度差，反应物和产物的比重差，上部反应区产生的产物在反应器下部部分凝结，从而使产物脱离反应避免其深度反应，从而达到提高反应产物选择性的目的！循环冷凝区2的使用，使得光(催化)反应和取样分析测定一气呵成，整个系统更为科学合理。