[实用新型]光催化反应器及气相光催化反应测试系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光催化反应实验设备研究技术领域，具体是涉及光催化反应器及气相光催化反应测试系统。

背景技术

气态污染物的催化转化是大气污染控制的重要手段，气态污染物中的硫氧化物、氮氧化物和挥发性有机废气都可以通过催化转化法净化。某些催化分解方法由于可以在常温、常压下进行，净化效率高，可以直接将污染物降解为CO₂和H₂O，在室内有机物污染分解方面体现出越来越多的优势，且可以引入光源来加强净化效果。常见的TiO₂催化剂，其吸收波段在紫外区，可引入紫外光源，而如何能研发出充分利用可见光或太阳光的催化剂则更有实际意义。

目前对于很多高校而言，由于条件所限，找不到适于教学用的催化净化的演示装置，或者设备成本太高，结构太复杂，致使很多高校只能开设简单的吸附演示实验，很难全面满足环境工程专业学生基础实验演示和创新性实验的要求，更不利于学生对知识要领的把握与创新能力的培养。

发明内容

本实用新型的目的之一是提供一种低成本、结构设计简单并且能够真实演示光催化反应的光催化反应器。

本实用新型的目的之二是提供一种可将普通催化与光催化有效组合或分开操作演示的气相光催化反应测试系统。

为了实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是：

该光催化反应器是在遮光的反应箱体顶部设置有光源、内腔设置有与光源正对的催化反应管，催化反应管水平放置并由石英管和设置在石英管内腔的催化剂填充层、套装在石英管两端的密封管套以及安装在密封管套内的筛网组成，在一端密封管套上加工有进气孔，相对应的另一端密封管套上加工有出气孔，在进气孔上安装的进气管穿过反应箱体的安装孔延伸至反应箱体外，在出气孔上安装的出气管穿过反应箱体的安装孔延伸至反应箱体外。

上述光源与催化反应管的可调间距是13～20cm，可以根据实际测试情况进行调整。

一种应用上述光催化反应器的气相光催化反应测试系统，该测试系统是由动态配气、光催化反应及采样体系三部分组成；

其中动态配气体系包括空气发生器、干洁空气流量计、加湿瓶、加湿空气流量计、甲醛配气瓶、恒温水浴箱、甲醛气体流量计以及气体混合瓶，所述空气发生器有3个干洁空气出口，其中一个通过安装在管道上的干洁空气流量计与气体混合瓶的进气口连通，另外两个分别通过管道与加湿瓶和甲醛配气瓶的进气口连通，加湿瓶的出气口通过安装在湿空气管道上的加湿空气流量计与气体混合瓶的进气口连通；甲醛配气瓶设置在恒温水浴箱内，且甲醛配气瓶的出气口通过安装在甲醛气体管道上的甲醛气体流量计与气体混合瓶的进气口连通；

光催化体系是光催化反应器，采样体系是采样器，其中光催化反应器的进气管入口通过管道与气体混合瓶的出气口连通，光催化反应器的出气管出口通过管道与采样器的进气口连通。

本实用新型的气相光催化反应测试系统的工作原理是：利用空气发生器将一定流量的干洁空气送入装有甲醛吸收液的甲醛配气瓶内，恒温水浴保持瓶内的温度恒定，调节空气的流量控制甲醛气体的浓度，随着空气的进入，溶液中的甲醛会随空气进入气体混合瓶中，并与另两部分干、湿空气混合，保持混合气体的温度和流速恒定，混合后的气体进入光催化反应器，在光催化反应器中利用光催化剂填充层在光照条件下发生光催化反应，使得甲醛降解，通过调节干、湿、甲醛气路流量，系统可获得任意所需浓度的甲醛混合气体，利用大气采样仪采集进入光催化反应器前、后气体中的甲醛，通过紫外分光光度计测得其对应的吸光度，计算出甲醛含量，进而得到甲醛的去除率。

本实用新型结构设计简单，成本低，测定结果准确可靠，能够将普通催化与光催化有效组合或分开操作演示，使用拆装方便，适于推广。

附图说明

图1为光催化反应系统的结构示意图。

图2为图1中光催化反应器的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行进一步说明，但是本实用新型不仅限于下述的实施情形。

实施例1

由图1可知，本实施例的光催化反应系统由动态配气、光催化反应及采样体系三部分组成，其中动态配气体系是用于制备含有甲醛的空气，其是由空气发生器1、干洁空气流量计2、加湿瓶3、加湿空气流量计4、甲醛配气瓶5、恒温水浴箱6、甲醛气体流量计7以及气体混合瓶8通过管道连接构成。