[发明专利]气相光反应检测装置及其反应检测方法

说明书

本发明提供一种气相光反应检测装置及其检测方法，该装置包括：水蒸气混合装置，用于将反应气与水蒸气混合，形成混合气；光反应装置，用于将混合气光催化转化；反应产物检测装置，用于在线检测所述光催化转化的产物；水蒸气混合装置、光反应装置及反应产物检测装置依次连通。该装置具有操作简便的优点从整个装置的结构来看，结构设计简单，反应方便，操作简单，易于拆卸；从反应产物的检测来看，整个装置对反应速率和过程都有很好的促进作用，整个反应过程中反应气体以均匀、稳定的流量以及均匀稳定的温度进行反应，从而获得精确的光催化转化作用下催化剂的反应速率，对整个光催化转化反应具有重要意义。

技术领域

本发明涉及化学工艺及装置领域，特别是涉及一种气相光反应检测装置及其反应检测方法。

背景技术

目前，环境问题和能源短缺等问题难以解决，越来越多研究着眼于能源的合理和有效利用，而对于清洁能源的大力投资，使得环境友好型的燃料备受关注，如三大化石燃料之一的天然气和现阶段不断开发的可燃冰。然而，作为天然气和可燃冰的主要成分，甲烷是公认的温室气体，另外甲烷的运输问题还不能得到很好的解决。因此，如何将甲烷催化转化成高能量密度值的化学品成为研究的重点。二氧化碳作为最重要的温室气体，其引发的全球气候变暖及生态问题是人类可持续发展的严峻挑战。

对于甲烷而言，传统转化有许多缺点，如：反应条件苛刻(需要高温高压)、甲烷低转化率、反应容易过氧化使得产物中CO₂比例较高、C₂及以上产物的选择性较低等问题。所以，人们将目光转向光催化转化甲烷。对于二氧化碳而言，在实际应用中，因为二氧化碳是典型的直线型分子，化学结构极为稳定而难以被活化，将其转化和利用需要苛刻的反应条件，传统催化的转化量微乎其微。而目前主要的研究热点依然在于热催化方面，光催化方面研究相对较少。

所以有必要提出一种气相光反应检测装置及其反应检测方法，以简单的装置结构设计，方便的操作实现对光催化反应过程的精确控制，对反应产物及时高效精确的检测，从而精确测量催化剂的性能。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种气相光反应检测装置及其反应检测方法，所述气相光反应检测装置结构设计简单，反应方便，操作简单，易于拆卸，对反应产物的检测及时高效且精确。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种气相光反应检测装置，所述气相光反应检测装置至少包括：

水蒸气混合装置，用于将反应气与水蒸气混合，形成混合气；

光反应装置，用于将所述混合气光催化转化；

反应产物检测装置，用于在线检测所述光催化转化的产物；

所述水蒸气混合装置、所述光反应装置及所述反应产物检测装置依次连通。

可选地，所述气相光反应检测装置还包括反应气承载装置，用于承载并提供所述反应气，所述反应气承载装置、所述水蒸气混合装置、所述光反应装置及所述反应产物检测装置依次连通。

进一步地，所述反应气承载装置包括反应气存储单元、气体积流量计、单向阀及气体导管，所述反应气存储单元通过所述气体导管与所述气体积流量计连通，所述气体积流量计通过所述气体导管与所述单向阀连通，所述单向阀通过所述气体导管与所述水蒸气混合装置连通。

可选地，所述水蒸气混合装置包括密闭的装水容器、恒温水槽及气体导管，所述密闭的装水容器设有进口和出口，所述反应气通过所述气体导管且经所述密闭的装水容器的所述进口进入所述密闭的装水容器中，所述密闭的装水容器的出口经所述气体导管与所述光反应装置连通，所述密闭的装水容器放置于所述恒温水槽中。