[发明专利]能产生等离子体用于催化反应的原位漫反射红外检测装置

说明书

本发明公开了能产生等离子体用于催化反应的原位漫反射红外检测装置，样品池的侧面和底部嵌装在加热块中，加热块中安装有与温度控制器电性连接的热电偶，样品池正上方设有聚光镜头和连通灯箱的光导纤维，样品池的两侧对称设有电极板和可拆卸电极，样品池上方的上端盖左右对称设有红外光入射和出射窗口，下壳体的侧壁内部横向间隔设有缠绕密闭空间的冷却剂管道，下壳体的底部设有进气管道和出气管道；由于在密闭空间内结合了通气、加热、冷却、光照、高压放电和红外线反射的一体化手段，大大降低了实验的操作难度，且样品反应和检测的整个过程均不与外界接触，最大限度地减少了样品受污染的可能性，并能够对伴随大量紫外光的能量加以利用。

技术领域

本发明涉及红外光谱分析测试仪器领域，尤其涉及的是一种能产生等离子体用于催化反应的原位漫反射红外检测装置。

背景技术

相比较普通的热化学反应，等离子体空间富集分子、自由基、离子、电子、激发态的原子等极其活泼的高活性物质，而低温等离子体与光催化剂能够产生协同作用，在等离子体放电区填充光催化剂后，当能量大于或等于能隙的光照射到光催化剂时，光催化剂微粒吸收光，产生电子-空穴对，电子与空穴分离并迁移到粒子表面的不同位置，从而参与加速氧化还原反应，提高反应的转化率与选择性。

鉴于低温等离子体重富集的物质寿命较短，非原位表征难以分析瞬态反应过程，而原位红外是常用的催化反应机理研究手段之一，但是等离子体放电装置和光反应装置较为复杂，现有的等离子体原位漫反射红外光谱检测装置无法对等离子体环境中的光催化反应做原位漫反射红外光谱检测。

此外，等离子体发生装置在产生低温等离子体时，会伴随大量的紫外光，但是现有的等离子体原位漫反射红外光谱检测装置对这部分能量难以加以利用，而这部分紫外光能够与发光装置提供的光源一起协同催化光反应。

因此，现有技术尚有待改进和发展。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种能产生等离子体用于催化反应的原位漫反射红外检测装置，可对等离子体环境中的光催化反应做原位漫反射红外光谱检测。

本发明的技术方案如下：一种能产生等离子体用于催化反应的原位漫反射红外检测装置，包括上端盖和下壳体，上端盖倒扣在下壳体上形成催化反应的密闭空间，密闭空间的中心位置处安装有用于填装催化剂样品的样品池；其中：

样品池的侧面和底部嵌装在加热块之中，加热块与电源电性连接；加热块中还嵌装有热电偶，热电偶通过导线与温度控制器电性连接；

样品池的正上方设置有聚光镜头，聚光镜头的正上方设置有光导纤维，光导纤维的另一端穿过上端盖的顶部与灯箱相连通；

样品池的两侧对称设置有电极板和可拆卸电极，电极板和可拆卸电极分别通过导线与高压电源电性连接；

样品池上方的上端盖上左右对称设置有红外光入射窗口和红外光出射窗口；

下壳体的侧壁内部横向间隔设置有缠绕密闭空间的冷却剂管道，冷却剂管道的两端分别与下壳体外壁上的冷却剂入口和冷却剂出口相连通；

下壳体的底部分别设置有进气管道和出气管道；进气管道的一端与密闭空间的底部相连通，进气管道的另一端与下壳体外壁上的气体进口相连通；出气管道的一端穿过加热块与样品池的底部相连通，出气管道的另一端与下壳体外壁上的气体出口相连通。

所述的能产生等离子体用于催化反应的原位漫反射红外检测装置，其中：下壳体呈正立方体状且上端开口，上端盖呈半球状并一体连接有正方形的法兰。

所述的能产生等离子体用于催化反应的原位漫反射红外检测装置，其中：所述下壳体的四周对称设置有四个密封螺纹孔，上端盖的四周对应设置有四个密封螺栓过孔，用于密封螺栓穿过与下壳体的上端密封连接。

所述的能产生等离子体用于催化反应的原位漫反射红外检测装置，其中：所述样品池采用聚四氟乙烯材料制成一端带有沉孔的圆柱形，沉孔底部设置有与进气管道相连通的通孔，沉孔中用于填装催化剂样品。