[实用新型]一种光催化材料原位红外池系统

说明书

本实用新型涉及一种光催化材料原位红外池系统，该系统包括置于傅里叶变换红外光谱仪样品室内底座上的原位红外样品透射池、外接光源和气体控制系统。原位红外样品透射池包括池体以及样品支架和加热线圈；加热线圈内设有样品支架；池体设有与水冷机相连的冷却水进水口、冷却水出水口；冷却水进水口与冷却水出水口通过冷凝盘管连接在一起；池体的后壁设有通过气体控制系统连接在一起的反应气进口和反应气出口；池体的前壁设有光照窗口；池体的侧壁对称设有透射窗口；气体控制系统包括连有气瓶的配气系统和连有真空管的机械泵；外接光源包括光源控制器、光源发生器及紫外灯光源探头；紫外灯光源探头设在光照窗口上。本实用新型可实现光照实时监测。

技术领域

本实用新型涉及光催化技术领域，尤其涉及一种光催化材料原位红外池系统。

背景技术

红外光谱法根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法，应用于材料学、高分子化学、生物学、环境科学等领域。光催化可利用充足的太阳能分解水制氢以及降解各种有机污染物，同时还可以将CO₂ 还原成有机低碳燃料，是解决当今所面临的能源和环境问题最理想的技术途径之一。目前，红外光谱仪只能对光催化材料的分子结构进行常规分析，无法对其进行光照过程的实时监测，无法实现光照时光催化反应机理的实时探测与表征。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实现光照实时监测的光催化材料原位红外池系统。

为解决上述问题，本实用新型所述的一种光催化材料原位红外池系统，其特征在于：该系统包括置于傅里叶变换红外光谱仪样品室内底座上的原位红外样品透射池、外接光源和气体控制系统；所述原位红外样品透射池包括带顶盖的池体以及与所述顶盖相连的样品支架和置于所述池体内的加热线圈；所述加热线圈内设有所述样品支架；所述池体的一侧壁与所述顶盖均设有与水冷机相连的冷却水进水口、冷却水出水口；所述冷却水进水口与所述冷却水出水口通过置于所述池体内的冷凝盘管连接在一起；所述池体的后壁设有通过所述气体控制系统连接在一起的反应气进口和反应气出口；所述池体的前壁设有光照窗口；所述池体的侧壁对称设有透射窗口；所述气体控制系统包括连有气瓶的配气系统和连有真空管的机械泵；所述配气系统通过管线Ⅰ与所述反应气进口相连；所述真空管通过管线Ⅱ与所述反应气出口相连；所述外接光源包括光源控制器、光源发生器及紫外灯光源探头；所述光源发生器的一端与所述光源控制器相连，其另一端与所述紫外灯光源探头相连；所述紫外灯光源探头设在所述光照窗口上。

所述底座与红外光谱仪附件连接口相连。

所述加热线圈上设有与温控仪相连的温控探头。

所述管线Ⅰ、所述管线Ⅱ上均设有三通阀。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型中设有外接光源，在测试过程中可以对光催化材料进行光照过程的实时监测，分析光催化材料在光照过程中的结构变化，分峰解析基团结构，从而解析原位红外光催化的反应机理，实现光照时光催化反应机理的实时探测与表征。

2、本实用新型通过控制光源发生器控制光照时间，同时通过傅里叶变换红外光谱仪透射程序设置扫描频率，有效捕捉光催化材料的中间反应物及生成物的一系列谱图。

3、本实用新型原位红外池系统侧面有三通阀控制，外接可以控制流量的气体控制系统，因此，可以稳定控制压力，实现动态或者静态条件下的反应控制。

4、将本实用新型与红外光谱仪相连，通过监测中间反应物，可以得到完整的监测数据，鉴别谱图特征基团结构，准确判断目标产物。

5、本实用新型中通过设置外接光源、气体控制系统和加热线圈，不但可以进行光催化材料的结构分析，而且还可以进行固体表面酸碱中心性的测定，金属催化剂的化学表征，催化剂的活性相研究，金属-载体间的相互作用研究，利用探针分子如CO、NO等进行光催化原位表征。