[实用新型]一种流动式光热电化学反应薄层电解池

说明书

本实用新型提出一种流动式光热电化学反应薄层电解池，包括用紧固件固定在一起的上部件（1）和下部件（6），且其上部件（1）和下部件（6）中间夹有膜层，其特征在于：所述上部件（1）包含有进液孔（101）、出液孔（106）、进气孔（102）、工作电极（103）、参比电极（104）、对电极（105）；所述下部件（6）包括出气孔（602）、镶嵌有透光件（601）的透光孔（611）；上部件（1）和下部件（6）中间所夹膜层自上而下依次为隔水透气上膜（2）、塑料上膜（3）、隔水透气下膜（4）、塑料下膜（5）；本实用新型为一体化光电热耦合催化反应电解池结构，能够使反应气体在电解过程中保持饱和状态。

技术领域

本实用新型涉及光电催化反应科学仪器配件领域，尤其是一种流动式光热电化学反应薄层电解池。

背景技术

绿色能源储存及相关材料的研究和环境生态可持续发展研究是近年来国内外研究的热点，比如二次电池的电极材料研究、二氧化碳还原和氮气还原研究等等。在进行上述研究的过程中，一般涉及到电化学反应、光催化反应、热化学反应或其组合协同反应。研究人员在开展相关研究时，不仅需要用到相应的电化学反应电解池、光催化反应池、热化学反应池，还需要用到能够分析相应反应池中生成物的有机小分子和和可溶性气体产物的分析测试装置。比如分析检测二氧化碳还原实验中产生的H₂、CO、HCOOH、HCOO、CH₄、CH₃OH等、氮气还原实验研究中产生的NH₃等。

当前技术下，光电热三种效应共同耦合的化学反应，可能具有单独光电热效应或其两两耦合效应所不具备的独特效果，所以设计制作一种光热电化学反应电解池具有重要意义。

对反应产物的检测方面，目前一般使用非连续间断采样方法，用气相色谱、气质联用或液质联用仪器对反应产物进行分析检测。但该类方法，无法获得相关反应产物的时间分辨信息，不利于深入开展相关反应机理的研究。流动式薄层电解池，具有反应体积小、气体产物可以快速扩散通过隔水透气膜进入质谱进样管路，实现对电化学反应产物进行实时分析检测（CN201910254193.6）。该专利中的对电极和参比电极分别与电解池的溶进样通道和出样通道通过三通相联，反应气体（如CO₂或N₂）在电解池内部无接触通道。既使反应气体在进样前在电解液中的浓度已经达到了饱和，但随着电解池中催化反应的进行，电解池内部电解液中反应气体的浓度会逐渐降低，很难达到电解液中反应气体的饱和状态。如何改进电解池结构使光电催化电解池的电解液中的反应气体（如CO₂或N₂）在常压或适当压力下达到饱和，是迫切需要解决的问题。

发明内容

本实用新型提出一种流动式光热电化学反应薄层电解池，为一体化光电热耦合催化反应电解池结构，能够使反应气体在电解过程中保持饱和状态。

本实用新型采用以下技术方案。一种流动式光热电化学反应薄层电解池，包括用紧固件固定在一起的上部件（1）和下部件（6），且其上部件（1）和下部件（6）中间夹有膜层，所述上部件（1）包含有进液孔（101）、出液孔（106）、进气孔（102）、工作电极（103）、参比电极（104）、对电极（105）；所述下部件（6）包括出气孔（602）、镶嵌有透光件（601）的透光孔（611）；上部件（1）和下部件（6）中间所夹膜层自上而下依次为隔水透气上膜（2）、塑料上膜（3）、隔水透气下膜（4）、塑料下膜（5）。

所述上部件（1）和下部件（6）以硬质塑料成型；所述上部件（1）和下部件（6）为薄层件；所述薄层件可以是薄层圆柱体或薄层长方体，但优选形状为薄层长方体；所述薄层长方体的单边尺寸范围为10 mm至100 mm，但范围优选为20 mm至60 mm；

所述硬质塑料的材质选择范围包括但不限于聚醚醚酮、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯。