[实用新型]一种超薄的管式光催化反应器

说明书

本实用新型公开了一种超薄的管式光催化反应器，包括管状光源、套管、进料管、出料管以及堵头，所述管状光源外侧套有套管，所述套管的两端设置有环形堵头，所述套管的左右两侧端分别设置有进料管和出料管，且所述管状光源与所述套管同心设置，管状光源与套管之间的间距小于等于1mm。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构非常简单，易操作、成本低廉，且能大幅度提高反应速率，实际催化效果好，便于工业化应用；本实用新型中，通过对串联的管式反应器数量加以调整，能充分保证催化效果。

技术领域

本实用新型涉及光催化技术领域，具体为一种超薄的管式光催化反应器。

背景技术

光催化反应以其低成本、绿色环保，一直受到学者的广泛关注，如光催化制氢、光催化还原二氧化碳等都是催化领域中的研究热点。然而，不可忽略的是，光反应效率往往很低，如光催化产氢，目前普遍的技术只达到几mmol·g^-1·h^-1级别，甚至更低，而这严重阻碍了的其大规模的实际应用。如何提高反应效率？

光催化的原理是在一定的光照条件下，组成有机物的某些化学键吸收光能后发生断裂，生成自由基，不同的自由基彼此之间重新耦合联接，从而形成新的物质。而在有半导体催化剂情况下，光照后其价带电子会被激发越过禁带而跃迁到导带上，并产生相应的空穴和电子，从而产生如羟基自由基、超氧自由基等。而这些自由基活性高，能其与有机物分子迅速反应，进而实现加速反应的目的。

因此，为了提高反应效率，基于化学动力学理论，除了催化剂的研发外，大家设计出来了诸多的反应器，如申请号201710160259.6一种螺旋廊道式光催化反应器、申请号201710281898.8一种光催化还原CO2反应器、申请号201720450291.3光催化反应器及反应系统、申请号201720843528.4高效的液芯光纤光催化反应器、申请号201811175473.X一种固定化光催化薄膜反应器以及申请号201810868051.4一种滴流式紫外光催化反应器等。

以上所设计的反应器的光催化效果较以往光催化反应器有了一些提高，但其性能上并未有革命性的突破，且结构设计往往非常复杂，成本非常较高昂，不利于实际的大规模应用。因此，如何在低成本下，实现高效的光催化反应是光催化工业化应用急需解决的重点难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于基于化学反应动力学基本原理上，从最基本的如何提高活化分子(或自由基)之间的直接碰撞(或接触)概率(即发生反应)的目的出发，提供一种超薄的管式光催化反应器，该装置具有结构简单、造价低廉、适用范围广的特点，而反应效率却能得到百倍提高。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种超薄的管式光催化反应器，包括管状光源、套管、进料管、出料管以及堵头，所述管状光源外侧套有套管，所述套管的两端设置有环形堵头，所述套管的左右两侧端分别设置有进料管和出料管，且所述管状光源与所述套管同心设置，管状光源与套管之间的间距为小于等于1mm。

优选的：所述光催化反应器能够单独使用，或者多个光催化反应器进行串联后联合使用。

优选的：所述管状光源为石英或玻璃材质的直线型日光灯、紫外灯、汞灯。

优选的：所述套管的材质为石英、不锈钢、普通玻璃、陶瓷中的一种。

优选的：所述堵头的材质包括聚四氟乙烯。

优选的：光催化剂可以直接以喷涂或者涂刷的方式直接负载于管状光源的外表面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：