[实用新型]一种光催化制备三氟碘甲烷的装置

说明书

本实用新型公开了一种光催化制备三氟碘甲烷的装置，包括三氟甲烷供给单元、氧气供给单元、碘化钾供给单元、催化剂供给单元、光反应单元以及三氟碘甲烷接收单元，光反应单元包括进口A、进口B、进口C、进口D以及出口，三氟甲烷供给单元的出口连接连接至光反应单元的进口A，氧气供给单元的出口连接至光反应单元的进口B，碘化钾供给单元的出口连接至光反应单元的进口C，催化剂供给单元的出口连接至光反应单元的进口D，光反应单元的出口连接至三氟碘甲烷接收单元的进口。本实用新型中，在室温常压条件下即可实现该反应，反应条件简单，大大降低反应能耗，同时不会造成反应中催化剂积碳现象，催化剂也可以稳定回收利用。

技术领域

本实用新型涉及三氟碘甲烷制备领域，具体涉及一种光催化制备三氟碘甲烷的装置。

背景技术

三氟碘甲烷，相对分子质量195.9，温室效应潜值(GWP)5，臭氧损耗潜值(ODP)为零，密度为2.361g/mL，凝固点110℃，沸点-22℃，临界温度123.3℃，临界压力3.95MPa，可用于替代氢氟烃、氢氯氟烃和哈龙灭火剂，也可用于制备含氟中间体、半导体蚀刻、发泡剂组合物和气溶胶推进剂等。对于三氟碘甲烷的合成工艺研究报道很多，其中已经工业化或具有工业化前景的合成工艺主要有全氟羧酸盐热分解法、三氟甲烷碘化法和五氟乙烷碘化法。基于目前国内外研究报道，以氟代烷烃碘化法合成三氟碘甲烷工艺进行工业化应用比较可行。其中三氟甲烷碘代法研究最为广泛，Nomera研究提出以CHF3和I2为原料，活性炭负载碱金属或碱土金属为催化剂，通过气相碘化催化制备三氟碘甲烷，该方法中催化剂表现出良好的催化活性，但是由于反应温度高，催化剂积碳严重，寿命较短，并且产生的高聚物使循环使用未反应的I2难度增加。在此基础上，研究人员进行了工艺改进，在反应过程中加入适量的氧气，既能一定程度降低催化剂积碳现象，延长催化剂寿命，又能防止活性炭载体被氧化，实现了连续一步法气相催化氧化工艺合成三氟碘甲烷。

综上，目前三氟碘甲烷的制备方法中合成温度高，催化剂积碳现象难以避免，且能耗大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种光催化制备三氟碘甲烷的装置，更加绿色，节能且避免催化剂积碳现象。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种光催化制备三氟碘甲烷的装置，包括三氟甲烷供给单元、氧气供给单元、碘化钾供给单元、催化剂供给单元、光反应单元以及三氟碘甲烷接收单元，所述光反应单元包括进口A、进口B、进口C、进口D以及出口，所述三氟甲烷供给单元的出口连接连接至所述光反应单元的进口A，所述氧气供给单元的出口连接至所述光反应单元的进口B，所述碘化钾供给单元的出口连接至所述光反应单元的进口C，所述催化剂供给单元的出口连接至所述光反应单元的进口D，所述光反应单元的出口连接至所述三氟碘甲烷接收单元的进口。

进一步的，所述三氟甲烷供给单元为三氟甲烷气瓶。

进一步的，所述氧气供给单元为氧气瓶。

进一步的，所述碘化钾供给单元为碘化钾溶液储罐。

进一步的，所述催化剂供给单元为氮化碳储罐。

进一步的，所述光反应单元包括反应器和照射所述反应器内部的光源溶液的光源。

进一步的，所述反应器包括底部、侧壁以及顶部，所述底部和所述侧壁为聚四氟乙烯材质，所述顶部为石英材质，其用于透过所述光源发出的光。

进一步的，所述光源为1000W的氙灯光源。

进一步的，所述三氟碘甲烷接收单元为气相色谱仪。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型公开的光催化制备三氟碘甲烷的装置，通过光催化的方法，以三氟甲烷，氧气，碘化钾为原料制备三氟碘甲烷，在室温常压条件下即可实现该反应，反应条件简单，大大降低反应能耗，同时不会造成反应中催化剂积碳现象，催化剂也可以稳定回收利用。