提供特定氣體氣氛的光反應器的製造方法
2023-07-31 21:33:01 1
提供特定氣體氣氛的光反應器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供特定氣體氣氛的光反應器，由夾套、反應器和石英片組成，所述反應器整體位於夾套內部空間中，在所述夾套的底部設置進水口，在所述夾套的頂部設置出水口，所述反應器的兩端分別設置進氣口和出氣口，在反應器開口上端和夾套之間設置與反應器開口相連的密封池，在密封池的底部設置石英片，在密封池的上部設置第二密封螺紋；所述空心蓋設置在密封池中，所述空心蓋通過設置在其表面的第一密封螺紋與密封池的第二密封螺紋相配合；在所述空心蓋的中央設置空心光通道。本實用新型的技術方案能夠同時提供特定氣體氣氛和光照條件，利用石英片的良好透過性，適用於紫外、可見和近紅外光的光化學反應，結構簡單，溫度可控，實施方便。
【專利說明】提供特定氣體氣氛的光反應器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於光照反應【技術領域】，更加具體地說，涉及光化學反應器的【技術領域】，具體的說，涉及提供特定氣體氣氛的光反應器。
【背景技術】
[0002]近些年來，由於化石能源的大量開發和使用，導致了頻繁出現的能源危機和環境危機，人們迫切需要開發新能源以替代化石能源。太陽能作為一種清潔的可再生能源，正得到廣泛的關注。光催化轉化有機物、光解水、光降解汙染物等光能驅動反應在近十幾年內逐步成為研究熱點。這類的反應可以直接將太陽能轉化為化學能，具有很好能源與環境效益。在光催化反應中，有一類是利用太陽能在特定的氣體環境下，實現有機物的轉化。LequanLiu 等人[Lequan Liu, Shuxin Ouyang, and Jinhua Ye, Angew.Chem.2013, 125, 6821 -6825]用金納米棒負載在Ti02上,在氧氣氣氛下實現了異丙醇向丙酮的轉化。YoshitsuneSugano等人用金顆粒負載的P25研究了光找條件下醇類向醛類轉化的一系列反應，並取得了較高的產物產量。但是現有技術只是在做氣相反應時具有優勢，做液相光氧化反應時，所用的設備太過複雜，無法方便地進行研究。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種可同時提供特定氣體氣氛和光照條件的反應器，可用於紫外、可見和近紅外光需要在特定氣體氣氛下進行的光照反應的進行。
[0004]本實用新型的技術目的通過下述技術方案予以實現
[0005]提供特定氣體氣氛的光反應器，由夾套、反應器和石英片組成，所述反應器整體位於夾套內部空間中，在所述夾套的底部設置進水口，在所述夾套的頂部設置出水口，所述反應器的兩端分別設置進氣口和出氣口，所述進氣口和出氣口伸出夾套，並與夾套壁密封，這樣一來，整個反應器都位於夾套的空間之內，且進出水能夠為反應器提供溫度保持和調節。
[0006]在反應器開口上端和夾套之間設置與反應器開口相連的密封池，在密封池的底部設置石英片，在密封池的上部設置第二密封螺紋；所述空心蓋設置在密封池中，所述空心蓋通過設置在其表面的第一密封螺紋與密封池的第二密封螺紋相配合，以實現密封連接和固定石英片；在所述空心蓋的中央設置空心光通道，用於將外界的光源引到石英片上，以實現光催化。
[0007]在進行使用時，將反應物從反應器上端開口放入，並利用空心蓋固定石英板，並密封，同時接通進水和出水(圖中未標出)，利用橡膠塞密封進氣口和出氣口，利用進氣管和出氣管向反應體系中通入需要氣體(進氣管通入到反應液界面以下)，外界光源通過空心蓋中央的空心光通道照射到石英片上，並透過石英片，減少了玻璃對入射光的過濾作用，更好地促進反應的進行。
[0008]在本實用新型的技術方案中，所述反應器底部為球形底部，上部為圓柱體，材質為玻璃。
[0009]在本實用新型的技術方案中，所述夾套材質為玻璃，厚度10 — 15mm。
[0010]在本實用新型的技術方案中，所述密封池的材質為玻璃，在密封池的上部設置的第二密封螺紋為內螺紋。
[0011]在本實用新型的技術方案中，所述空心蓋的材質為聚四氟乙烯，在空心蓋表面設置的第一密封螺紋為外螺紋。
[0012]在本實用新型的技術方案中，採用石英片結構，是因為紫外、可見和近紅外光可以很好地透過石英片，減少了玻璃對入射光的過濾作用，更好地促進反應的進行。
[0013]本實用新型的技術方案能夠同時提供特定氣體氣氛和光照條件，利用石英片的良好透過性，適用於紫外、可見和近紅外光的光化學反應，結構簡單，溫度可控，實施方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型光反應器的結構示意圖(I)，其中I為夾套，2為反應器，3-1為進氣口，3-2為出氣口，4為進水口，5為出水口，6為空心蓋，7為石英片，8為密封池，9為第一密封螺紋，10為空心光通道，11為第二密封螺紋。
[0015]圖2是本實用新型光反應器的結構示意圖(2)，其中I為夾套，3-1為進氣口，3-2為出氣口，4為進水口，5為出水口，6為空心蓋。
[0016]圖3是本實用新型光反應器的使用狀態示意圖，其中I為夾套，2為反應器，3-1為進氣口，3-2為出氣口，4為進氣管，5為出氣管，6為橡膠塞，7為進水口，8為磁性轉子，9為磁力攪拌器，10為外界光源。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例進一步說明本實用新型的技術方案。
[0018]如附圖1一2所示，本實用新型光反應器的結構示意圖，其中I為夾套，2為反應器，3-1為進氣口，3-2為出氣口，4為進水口，5為出水口，6為空心蓋，7為石英片，8為密封池，9為第一密封螺紋，10為空心光通道，11為第二密封螺紋。
[0019]本實用新型的提供特定氣體氣氛的光反應器，由夾套、反應器和石英片組成，所述反應器整體位於夾套內部空間中，在所述夾套的底部設置進水口，在所述夾套的頂部設置出水口，所述反應器的兩端分別設置進氣口和出氣口，所述進氣口和出氣口伸出夾套，並與夾套壁密封，這樣一來，整個反應器都位於夾套的空間之內，且進出水能夠為反應器提供溫度保持和調節。
[0020]在反應器開口上端和夾套之間設置與反應器開口相連的密封池，在密封池的底部設置石英片，在密封池的上部設置第二密封螺紋；所述空心蓋設置在密封池中，所述空心蓋通過設置在其表面的第一密封螺紋與密封池的第二密封螺紋相配合，以實現密封連接和固定石英片；在所述空心蓋的中央設置空心光通道，用於將外界的光源引到石英片上，以實現光催化。
[0021]如附圖3所示，本實用新型光反應器的使用狀態示意圖，其中I為夾套，2為反應器，3-1為進氣口，3-2為出氣口，4為進氣管，5為出氣管，6為橡膠塞，7為進水口，8為磁性轉子，9為磁力攪拌器，10為外界光源。
[0022]在進行使用時，將反應物從反應器上端開口放入，並利用空心蓋固定石英板，並密封，同時接通進水和出水(圖中未標出)，利用橡膠塞密封進氣口和出氣口，利用進氣管和出氣管向反應體系中通入需要氣體(進氣管通入到反應液界面以下)，外界光源通過空心蓋中央的空心光通道照射到石英片上，並透過石英片，減少了玻璃對入射光的過濾作用，同時開通磁力攪拌，更好地促進反應的進行。
[0023]將5mL甲苯(溶劑)，50 μ L苯甲醇(反應底物)，40 μ L i^一烷(內標物)和30mg光催化劑通過出氣口加入到反應器內，用磁力攪拌器進行攪拌。進氣口用橡膠塞密封，膠塞上插進一個進氣管，管的底端插入入反應的液面以下，另一端以20mL/min的速率通入02。出氣口也用橡膠塞密封，插進一個出氣管。使用氙光燈提供的420nm-2500nm的光進行照射，16h之後停止反應，可得到685.7 μ mol/gcat (每g催化劑)的苯甲醛(反應產物)。
[0024]以上對本實用新型做了示例性的描述，應該說明的是，在不脫離本實用新型的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領域技術人員能夠不花費創造性勞動的等同替換均落入本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.提供特定氣體氣氛的光反應器，其特徵在於，由夾套、反應器和石英片組成，所述反應器整體位於夾套內部空間中，在所述夾套的底部設置進水口，在所述夾套的頂部設置出水口，所述反應器的兩端分別設置進氣口和出氣口，所述進氣口和出氣口伸出夾套，並與夾套壁密封；在反應器開口上端和夾套之間設置與反應器開口相連的密封池，在密封池的底部設置石英片，在密封池的上部設置第二密封螺紋；所述密封池中設置空心蓋，所述空心蓋通過設置在其表面的第一密封螺紋與密封池的第二密封螺紋相配合；在所述空心蓋的中央設置空心光通道。
2.根據權利要求1所述的提供特定氣體氣氛的光反應器，其特徵在於，所述反應器底部為球形底部，上部為圓柱體，材質為玻璃。
3.根據權利要求1所述的提供特定氣體氣氛的光反應器，其特徵在於，所述夾套材質為玻璃，厚度10 — 15mm。
4.根據權利要求1所述的提供特定氣體氣氛的光反應器，其特徵在於，所述密封池的材質為玻璃，在密封池的上部設置的第二密封螺紋為內螺紋。
5.根據權利要求1所述的提供特定氣體氣氛的光反應器，其特徵在於，所述空心蓋的材質為聚四氟乙烯，在空心蓋表面設置的第一密封螺紋為外螺紋。
【文檔編號】B01J19/12GK203990576SQ201420305284
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月10日 優先權日:2014年6月10日
【發明者】鞏金龍, 李盎, 王拓, 張鵬, 常曉俠, 李長江, 蔡偉亭 申請人:天津大學