[实用新型]实验室用一体化气相光催化反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光催化反应装置，特别涉及一种实验室用气相光催化反应装置。

背景技术

经济发展、不断增加的汽车化、工业化、城市化、能源消费和历史上对自然资源的管理不善，造成了严重的空气污染问题，危害人类的健康。

二十世纪七十年代初发展起来的光催化技术具有反应条件温和、能耗低、可减少二次污染等突出优点，在能源和环境领域有着重要应用前景，因此受到全世界的广泛关注。光催化技术应用于控制空气污染，该技术目前也已经成为研究热点。

光催化技术的研究主要集中于对光催化剂和光催化反应条件两个方面。光催化反应器是检验光催化剂性能，探究反应机理，优化反应条件的基础设备，公开报道较少。为使光催化反应稳定且高效进行，提高反应体系的反应效率，从而达到高效、节能、稳定等目的，开发适用于实验室研究的气相光催化反应器显得尤为重要与迫切。

目前各研究小组多使用自行搭建的简易光催化反应器来检验催化剂性能，且以液相光催化反应器居多。空气污染物种类繁多，环境复杂，影响因素众多，不同的实验需要对催化剂的活性测试都有不同的要求。

中国专利申请200910273087.9公开的一种研究气相光催化降解过程的反应器，整体为金属结构，结构复杂，造价较高，使用单一的气敏传感器在线检测气体浓度，多组分污染物降解过程中会产生较多中间产物，很多情况下种类未知，对精确检测造成了一定的困难，且不易于改装，不利于推广应用。200920074436.X为一种复合型有害废气净化装置，不适合实验室内进行催化剂活性测试。200820200957.0实用新型公开了一种气固相固定床光催化反应器，不利于粉体状催化剂的活性测试。200710018322.9公开的连续流动式反应器使用多空石英玻璃负载纳米TiO₂光催化剂净化空气和水，200510018500.9复合光催化反应系统将光催化分解水系统和光催化反应单元耦合用于消除空气或水中污染物，另外还有200711025356.0、200620063049.2、200710143631.9等用于空气净化的反应器专利，均不能满足测试光催化剂光催化降解性能的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种适用于实验室研究的气相光催化反应装置，易于搭建和改装，可以方便的控制反应条件，并能够实现目标污染物及中间产物的在线监测。

本实用新型的另一目的是提供一种适用于实验室研究的气相光催化反应器，能够测试膜状、片状、块状、粉末状等不同形态的光催化剂的催化活性，并且便于催化剂的更换及回收。

本实用新型的技术方案如下：

一种实验室用一体化气相光催化反应器，包括反应气体发生装置、光催化反应装置、检测装置、尾气处理装置四个部分，所述反应气体发生装置的输气管与检测装置、光催化反应装置底部的进气口相连，光催化反应装置出气口输气管与检测装置、尾气处理装置相连，各部分通过阀门控制气体流通。

所述光催化反应装置外罩为内附锡箔的石英玻璃管或者内部做抛光处理的不锈钢管。

所述光催化反应装置中间为光源，光源与外罩之间放置横式或竖式的催化剂支架。所述催化剂支架使用螺栓固定于外罩顶部。

所述光催化反应装置底部进气口上方架设不规则多空盘气流分布器。

所述光催化反应装置底部进气口上方架设一风扇。

所述检测装置为GC、GC-MS或气敏传感器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型易于搭建和改装，能够测试不同形态的光催化剂的催化活性，便于催化剂的更换及回收，可根据实验需要更换目标污染物种类，进行单种污染物或者多种污染物混合物的降解测试，并考察湿度、臭氧等多种影响因素对反应过程的影响，可以方便的控制反应条件，并能够实现目标污染物及中间产物的在线监测，适宜于气相光催化反应研究。

附图说明

图1是本实用新型的实验室用一体化气相光催化反应器简图；

图2是本实用新型的光催化反应装置示意图；

图3是图2中2-4盘式气流分布器局部放大图；

图4光催化反应装置组装后整体示意图；

图5是光催化反应装置中横式催化剂支架示意图；

图6是图5的细节图；

图7是光催化反应装置中竖式催化剂支架示意图；

图8是图7的细节图；