[发明专利]一种用于真空环境下的气体纯化装置及超高真空设备

说明书

本发明涉及一种用于真空环境下的气体纯化装置及超高真空设备，气体纯化装置包括气体存储罐，气体存储罐通过第一连通管道与超高真空设备的真空腔体连通，第一连通管道上设置有第一阀门，气体存储罐上设置有进气口；气体存储罐通过第二连通管道连通有换热管，换热管外部设置有换热结构，第二连通管道上设置有第二阀门，换热管的出气口通过第三连通管道与气体存储罐连通，第三连通管道上设置有真空泵站，第三连通管道上于真空泵站的上、下游分别设置有第三阀门和第四阀门。能够将实验气体中凝固点低于被纯化气体的凝固点的杂质气体脱除，保证了后续多相催化反应的效果。

技术领域

本发明涉及超高真空设备领域，具体涉及一种用于真空环境下的气体纯化装置及超高真空设备。

背景技术

表面谱学方法在研究多相催化反应，尤其是固-气反应过程方面，已被证实是一种非常有效的手段之一。但是在实际中发现，商业气体中杂质含量较高，对样品的催化反应过程研究有着较大的影响。以反应腔体积0.5L为例，在反应腔中暴露1bar气体后，晶体表面暴露有大约10²²个气体分子。假如晶体表面积为1cm²，晶体表面包含10¹⁵个原子。如果可接受的最大表面污染度为0.01，则气体中杂质的上限为1ppb，而市售商业气体中杂质含量普遍较高。因此，在实验之前有必要进一步纯化商业气体，但是现有技术中缺少相关的气体纯化装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于真空环境下的气体纯化装置，以解决多相催化反应过程研究中对商业气体进行纯化的问题；同时，本发明的目的还在于提供一种使用上述气体纯化装置的超高真空设备。

为实现上述目的，本发明的一种用于真空环境下的气体纯化装置采用如下技术方案：一种用于真空环境下的气体纯化装置，包括气体存储罐，气体存储罐通过第一连通管道与超高真空设备的真空腔体连通，第一连通管道上设置有第一阀门，气体存储罐上设置有进气口；气体存储罐通过第二连通管道连通有换热管，换热管外部设置有换热结构，第二连通管道上设置有第二阀门，换热管的出气口通过第三连通管道与气体存储罐连通，第三连通管道上设置有真空泵站，第三连通管道上于真空泵站的上游设置有第三阀门，第三连通管道上于真空泵站的下游设置有第四阀门。

所述换热结构包括保温杯，保温杯中设置有用于与换热管进行热交换的换热介质。

所述第二连通管道上通过第四连通管道连通有壳体管，壳体管的一端为盲端，壳体管中设置有吸附剂，第四连通管上设置有第五阀门，第二连通管道上还设置有第六阀门，第二阀门位于第四连通管与第二连通管的连接处的上游，第六阀门位于第四连通管与第二连通管的连接处的下游。

所述壳体管中于吸附剂沿壳体管轴线方向的一侧设置有第一石英棉，另一侧设置有第二石英棉。

所述第一连通管道的端部设置有转接法兰，用于与超高真空设备的真空腔体上与样品正对的真空腔体第一法兰连接。

本发明的一种超高真空设备采用如下技术方案：一种超高真空设备，包括真空腔体，还包括气体纯化装置，气体纯化装置包括气体存储罐，气体存储罐通过第一连通管道与超高真空设备的真空腔体连通，第一连通管道上设置有第一阀门，气体存储罐上设置有进气口；气体存储罐通过第二连通管道连通有换热管，换热管外部设置有换热结构，第二连通管道上设置有第二阀门，换热管的出气口通过第三连通管道与气体存储罐连通，第三连通管道上设置有真空泵站，第三连通管道上于真空泵站的上游设置有第三阀门，第三连通管上于真空泵站的下游设置有第四阀门。

所述换热结构包括保温杯，保温杯中设置有用于与换热管进行热交换的换热介质。

所述第二连通管道上通过第四连通管道连通有壳体管，壳体管的一端为盲端，壳体管中设置有吸附剂，第四连通管上设置有第五阀门，第二连通管道上还设置有第六阀门，第二阀门位于第四连通管与第二连通管的连接处的上游，第六阀门位于第四连通管与第二连通管的连接处的下游。