[发明专利]一种卧式高温光热催化反应设备

说明书

一种卧式高温光热催化反应设备，包括高温光热反应炉、石英反应管、法兰接头、光源、导光柱、滑动结构等。该设备实现了光热催化的温度可调节，常温～1000℃(连续可调、程序升温)；实现了光热催化的光源光谱可调节，实现了紫外光、可见光、红外光等光源照射到催化剂材料的表面，实现光热协同；实现了气氛保护、抽取真空、PECVD等功能，可以再光热协同的作用下，研究材料的合成与表征。

技术领域

本发明创造涉及一种卧式高温光热催化反应设备，特别是涉及一种用于光解水制氢、光催化制氢、材料制备、材料合成、材料表征、催化降解有机物、催化降解有害气体(甲醛、乙醛、二氧化碳)、热催化、光化学、光催化、光降解、有机化学等领域的光热协同反应设备。

背景技术

卧式高温光热催化(光热协同)反应设备，主要应用光化学领域、新能源、新材料、信息处理等技术。光化学是研究处于电子激发态的原子、分子的结构及其物理化学性质的科学。现代分子光化学是一门多学科交叉的边缘学科，包括有机光化学、无机光化学、高分子光化学、生物光化学、光电化学和光物理等门类。现代光化学对电子激发态的研究所建立的新概念、新理论和新方法大大开拓了人们对物质认识的深度和广度，对了解自然界的光合作用和生命过程，对太阳能的利用、环境保护、开创新的反应途径、寻求新的材料提供了重要基础，在新能源、新材料和信息处理新技术等高技术领域中发挥着越来越重要的作用。该系统的应用对光化学的发展起到了重要的支撑作用。

微量气体收集及在线测试系统(ZL201020265986.2)，采用的是玻璃系统(如图1)收集微量的气体，并采用手动六通阀、四通阀、三通阀配合使用(如图2)。发明创造，一种全自动光催化活性评价系统(ZL201620142695.1，如图3)，是在微量气体收集及在线测试系统的基础上的升级、扩充，配合玻璃反应瓶或反应釜实用。

这两个专利，采用的都是玻璃反应器，磁力搅拌下的多相反应，一般在常温下反应，最高200℃；常压下或真空状态下使用；不能满足高温光热催化反应(1000℃)，实现材料的合成与光热催化活性表征。

发明内容

本发明创造的主要目的在于克服现有光催化评价系统，实现在高温下(1000℃)，光热协同的情况下，实现催化新材料的合成与光热催化活性表征。卧式高温光热催化反应设备，主要需要解决的技术问题：

1.高温光热反应炉实现光催化反应体系的温度达到，常温～1000℃(连续可调、程序升温)；

2.高温光热反应炉炉体开孔，可以让紫外光、可见光、红外光等光源照射到催化剂材料的表面，实现光热协同；

3.光热催化反应器采用高透光石英玻璃管；

4.光热催化反应器可以实现气氛保护、抽取真空、PECVD等功能；

一种卧式高温光热催化(光热协同)反应设备，适用于光照情况下的材料合成与材料表征。材料合成，加入光源的情况下，提高催化剂材料的产率、改变材料的形貌特征、提高材料的各种性能。材料表征，评价光热协同情况下催化剂材料的活性，主要用于应用于光解水制氢、光解水制氧、二氧化碳还原、气相光催化、甲醛气体的光催化降解、VOCs、NOx、SOx、固氮等领域。

为了解决上述技术问题，本发明创造采用了如下技术方案:

一种卧式高温光热催化(光热协同)反应设备，包括高温光热反应炉、石英反应管、法兰接头、光源、导光柱、滑动结构等，光温光热反应炉上部开通孔，将导光柱置于开孔内，用于将位于上方光源产生的光，通过导光柱由外向内导入石英反应管并照射到反应样品上。

进一步的，所述高温光热反应炉可以上部、侧部或底部开通孔，通孔可以是一个或多个。

进一步的，所述石英反应管，石英反应管内部用于放置实验样品，用于材料合成或表征，两端为法兰接头，用于连接真空系统、气氛保护、PECVD等。