[发明专利]一种在线监测光催化反应效率和气体浓度的装置

说明书

本发明公开了一种在线监测光催化反应效率和气体浓度的装置，包括空气罐、NO气体罐、气体反应罐和气体检测器，空气罐的一侧设有NO气体罐，NO气体罐的底部固定连接有底座，空气罐的顶部固定连接有第一连接管道，NO气体罐的顶部固定连接有第二连接管道，1洗气瓶的顶部第一连接管道的一侧固定连接有第三连接管道，第二连接管道和第三连接管道的末端均固定设置有单向阀，第二连接管道和第三连接管道的连接管串通连接有第四连接管道，第四连接管道的一端固定连接有气体反应罐，装置结构较简单，操作方便，测试效率高，将测试过程中体系的动态变化可视化，以达到实时监测的目的，这对不断优化试验条件起到了重要的作用。

技术领域

本发明涉及监测气体反应及浓度技术领域，具体为一种在线监测光催化反应效率和气体浓度的装置。

背景技术

光催化是光化学和催化科学的交叉点，一般是指在催化剂参与下的光化学反应。原理是基于光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力，从而可以达到净化污染物、物质合成和转化等目的。具体来说，太阳光照射到固体无机物表面，部分能量高于无机物禁带宽度的光子能够将固体导带的电极激发，跃迁到价带，生成光生电子(e-),并在导带留下一个带正电的空穴(h+)。通过电场作用或自扩散运动，光生电子、空穴迁移至催化剂表面。如果具有还原性的电子和具有氧化性的空穴在其重新结合(re-combination)前迁移到固体表面并且被受体或者施体捕获，就能够驱动化学反应。光催化反应已经被用于水分解产氢、有机污染物降解、有毒有害气体氧化、挥发性有机化合物(VOC)氧化分解等方面。

光催化的关键步骤是：催化剂的光激发，光生电子和空穴的迁移和俘获，光生电子和空穴与吸附之间表面电荷迁移以及电子和空穴的体内或表面复合。光催化反应的量子效率低是其难以实用化最为关键的因素。量子效率取决于电子和空穴的复合几率，而电子和空穴的复合过程则主要取决于两个因素：电子和空穴在催化剂表面的俘获过程；表面电荷的迁移过程。因此我们对此做出改进，提出一种在线监测光催化反应效率和气体浓度变化的装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明是一种在线监测光催化反应效率和气体浓度的装置，包括空气罐、NO气体罐、气体反应罐和气体检测器，所述空气罐的底部四角固定焊接有支撑脚，所述空气罐的一侧设有NO气体罐，所述NO气体罐的底部固定连接有底座，所述空气罐的顶部固定连接有第一连接管道，所述NO气体罐的顶部固定连接有第二连接管道，所述第一连接管道的输出端固定连接有洗气瓶，所述洗气瓶的顶部第一连接管道的一侧固定连接有第三连接管道，且第三连接管道的输出端与所述第二连接管道的输出端固定连接在一起，且第二连接管道和第三连接管道的末端均固定设置有单向阀，所述第二连接管道和第三连接管道的连接管串通连接有第四连接管道，所述第四连接管道的一端固定连接有气体反应罐。

作为本发明的一种优选技术方案，所述气体反应罐的一端固定连接有第五连接管道，所述第五连接管道的一端固定连接有气体检测器，所述气体检测器的一端固定设置有出气口。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一连接管道和第二连接管道第二连接管道的外侧均设置有流量计。

作为本发明的一种优选技术方案，所述气体反应罐的顶部固定设置有光源部，且光源部可采用氙灯或者LED灯。

作为本发明的一种优选技术方案，所述气体反应罐的圆周壁上开有小孔，即进气口和出气口，所述气体反应罐的上端开设有石英玻璃，所述石英玻璃的厚度设置成8mm厚,且石英玻璃的两端均设有橡胶圈，所述石英玻璃顶端盖设有不锈钢圆环，所述底座和上层圆环的圆周均设有3处螺丝模块。

作为本发明的一种优选技术方案，所述石英玻璃的底端设有气体反应空间，所述气体反应空间的底端设置有不锈钢底座，所述不锈钢底座的两端分别设置有进水口和出水口。