[发明专利]一种原位漫反射红外光谱反应池

说明书

本发明涉及红外光谱分析测试领域，具体涉及一种原位漫反射红外光谱反应池，包括上壳盖和基底，通过螺纹密封口密封，形成反应的密闭空间。所述上壳盖为四棱锥形，侧面开设有红外光入射口、红外光出射口以及观察口。所述基底形状为长方体，正中间安装有高压电极。高压电极外围分别安装有介质、接地电极、加热环、冷却剂导管，均为环状；本反应池通过同轴介质阻挡放电产生的等离子体，性质稳定，避免了由于击穿造成的不正常气体放电，同时适用于涉及等离子体的多种实验条件。

技术领域

本发明涉及红外光谱分析测试领域，具体涉及一种原位漫反射红外光谱反应池。

背景技术

传统热催化方法处理气体往往需要较高温度或者较高压力，造成高能量消耗的同时也受限于催化剂的高温稳定性。非热等离子体(NTP)可以在大气压和低温条件下解离和激活气态物质，产生一系列高活性物质和高能电子，为在低温下动力学和热力学上不利的反应提供了一种有前途的替代方案。非热等离子体化学过程具有快速引发反应的特性，可以快速打开和关闭，并且具有与可再生能源结合的巨大潜力，特别是用于局部或分布式化学能量存储的风能或太阳能的废能。此外，非热等离子体还具有高度灵活性，因为它可以与催化等其他技术相结合，形成混合等离子体催化过程。等离子体和催化剂的组合可以降低催化剂的活化势垒，提高反应性能，特别是目标产物的选择性和整个等离子体催化过程的能量效率。介质阻挡放电(DBD)作为一种典型的非平衡态交流气体放电，具有均匀稳定放电、等离子体密度大、产生的电子能量高、设备结构简单以及适用性广等特点，常用于混合等离子体催化体系的研究。

然而，混合等离子体催化系统是高度复杂的，并且非热等离子体寿命较短，因此对等离子体与催化剂相互作用的全面深入理解对于最优化非热等离子体辅助催化系统显得尤为重要。但就目前的技术而言，该领域主要针对气相产物和反应前、后催化剂进行表征分析，难以推测反应机理。原位红外光谱检测可以检测反应中间体，为混合等离子体催化体系的机理分析提供有力证据。而现有的用于介质阻挡放电等离子体催化系统的原位漫反射红外光谱检测装置很少，没有用于同轴介质阻挡放电等离子体催化的原位漫反射红外反应池，且存在容易击穿放电导致催化剂被击飞、以及催化剂不能与等离子体及时充分接触等问题。

因此，现阶段还缺乏一种介质阻挡放电等离子体催化下的原位漫反射红外光谱反应池，以推动该混合系统的进一步发展。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种介质阻挡放电等离子体催化下的原位漫反射红外光谱反应池，可以检测等离子体催化系统中产生的反应中间体，为机理研究提供有力证据。

为了达到上述技术目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种原位漫反射红外光谱反应池，其特征在于：包括上壳盖和基底，所述上壳盖和基底通过螺纹密封口密封，形成反应的密闭空间；

所述上壳盖为四棱锥形，侧面开设有红外光入射口、红外光出射口以及观察口，所述红外光入射口位于红外光出射口对面，红外光入射口和红外光出射口处设有红外窗口片；

所述基底形状为长方体且正中间设有主高压电极；所述主高压电极为柱状且下部开设螺纹接口，所述主高压电极与设有的横向小直径高压电极相连；所述小直径高压电极从基底前方穿出。

进一步的，所述主高压电极外围设有催化床，所述催化床呈环状，所述催化床底部设有导气管和耐高温测温光纤；所述导气管与催化床底部平齐，所述导气管连接且连通于基底设有的气体出口；所述气体出口开设在基底右侧面；所述耐高温测温光纤部分插入催化床内部且从基底前端中部穿出。

进一步的，所述催化床外围设有用于安装介质的第二卡槽；所述介质的材质为石英玻璃且形状为环形，所述介质上部向外延伸至与基底连接。

进一步的，所述介质的外缘设有主接地电极，材质为铜且形状为环形；所述介质的上端高于主接地电极上端与主高压电极上端，所述主接地电极的下端与一根小直径接地电极相连。