[发明专利]光电催化分解水制氢反应装置和应用

权利要求书

1.光电催化分解水制氢反应装置，其特征在于，包括：反应器、夹套和旋盖，所述反应器为底端封闭顶端开口的圆筒形结构，其底部侧壁设置有一凸出的光照窗口，反应器下半部分同轴且密闭嵌入在圆筒形夹套的内部空间中，且反应器和夹套之间为中空，反应器底部侧壁的光照窗口伸出夹套，且其与夹套的连接处为密闭连接；光照窗口处设置有密封片，密封片通过环氧树脂与反应器密封连接；反应器上半部分在夹套外部且在其内壁设置有内螺纹；在所述夹套的底部设置有进水口，顶部设置出水口；所述旋盖的外壁表面设置有外螺纹，且旋盖壁两侧分别设置第一出气口和第二出气口，旋盖通过外螺纹与反应器的内螺纹配合且密封连接；第一铜电极柱，第二铜电极柱，第三铜电极柱分别贯穿旋盖并与旋盖密封接触；旋盖上方分别设置有第一铜电极柱，第二铜电极柱，第三铜电极柱；所述第一铜电极柱、第二铜电极柱和第三铜电极柱分别与对电极、参比电极和工作电极连接。

2.根据权利要求1所述的光电催化分解水制氢反应装置，其特征在于：所述反应器材质为玻璃。

3.根据权利要求1所述的光电催化分解水制氢反应装置，其特征在于：所述夹套材质为玻璃，厚度为10mm--15mm。

4.根据权利要求1所述的光电催化分解水制氢反应装置，其特征在于：所述旋盖材质为聚四氟乙烯。

5.据权利要求1所述的光电催化分解水制氢反应装置，其特征在于：所述密封片为透明材质。

6.根据权利要求1或5所述的光电催化分解水制氢反应装置，其特征在于：所述密封片为石英材质。

7.根据权利要求1或者5所述的光电催化分解水制氢反应装置，其特征在于：所述密封片为玻璃材质。

8.如权利要求1所述的光电催化分解水制氢反应装置在光电分解水中的应用，其特征在于，将反应电解液倒入反应器中，将对电极、参比电极和工作电极分别浸没在反应电解液液面以下，同时向夹套的进水口和出水口通入循环冷凝水，通过旋盖处的出气口用机械真空泵对体系内抽真空处理，反应过程中外界光源照射到工作电极表面，同时外界施加的电压通过旋盖上的电极柱传导至工作电极，促进反应的进行。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述反应电解液为100mL的0.5M Na₂SO₄水溶液，将生长在FTO导电玻璃上的TiO₂纳米棒材料(作为工作电极与第三铜电极柱连接，将Ag/AgCl参比电极与第二铜电极柱连接，将Pt对电极与第一铜电极柱连接。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，使用氙灯光源提供强度为100mW/cm²的AM 1.5光源进行照射，并且利用电化学工作站施加1.23V vs.Ag/AgCl的偏压开始进行反应。