[发明专利]光热热电催化剂信号检测系统和方法、及催化反应设备

说明书

本发明公开了一种光热热电催化剂信号检测系统和方法、及催化反应设备。系统包括：反应器，包括支撑部和封在其上盖体，盖体纵切面为几字形，顶部设光照玻璃窗口，侧壁设进、出气口，支撑部为封闭腔体，上表面设凹槽，腔体的内部设有降温装置，用于对凹槽底部进行降温；光源和/或加热装置，所述光源位于所述反应器外部，所述加热装置位于所述反应器内部；检测装置，用于检测催化剂的电和热信号，包括位于反应器内的检测元件。本发明可实现光照和/或加热条件下催化剂电和热信号在线检测，系统与其他检测仪器连用可测试光热热电催化剂在众多反应中的应用性能，如测试一定封闭体积内或流动条件下的催化剂催化二氧化碳的性能。

技术领域

本发明涉及光热催化技术领域，特别是涉及一种光热热电催化剂信号检测系统和方法、及催化反应设备。

背景技术

太阳能资源是一种清洁高效的的可再生能源，然而对于太阳能资源的有效利用还有待进一步发展。为了达到对太阳能光、热资源的充分利用，除了在催化剂接受太阳光辐照后在表面所产生的光化学效应与热现象外，沿着深度方向的温度梯度同样值得研究。

利用光催化技术催化转化二氧化碳分子为其他有附加值的化学品或者消除空气中存在的有机挥发性气体具有重要意义。申请人认识到：为了达到同时利用太阳光激发光生载流子以及伴随而来的热效应以及相应的温度梯度，开发一套成熟可行的系统用于原位监测光热热电催化剂在光照下的上下表面温度与电信号是极为重要的；同时还可将系统与相应的检测仪器连用，如气相色谱，得到相关气相产物的信息。

申请人基于上述认识，开发得到了本发明一种光热热电催化剂的信号检测系统和方法、及催化反应设备，可用于实时检测催化剂的电、热信号，可应用于测试气-固相的光热热电催化剂性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光热热电催化剂信号检测系统和方法、及催化反应设备，以实现光照和/或加热条件下，光热热电催化剂电信号和热信号的在线检测；本发明信号检测系统与其他检测仪器连用可测试光热热电催化剂在众多反应中的应用性能，例如，测试一定封闭体积内或流动条件下的催化剂催化二氧化碳的性能。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的一个方面，本发明提供的一种光热热电催化剂的信号检测系统，包括：

反应器，包括：支撑部和密封在所述支撑部上的盖体，其中，所述盖体的纵切面为几字形，顶部设有光照玻璃窗口，侧壁设有进气口和出气口；所述支撑部为封闭式的腔体，所述支撑部的上表面设有放置催化剂的凹槽，所述腔体的内部设有降温装置，用于对所述凹槽底部进行降温；

光源和/或加热装置，所述光源位于所述反应器外部，所述加热装置位于所述反应器内部；

检测装置，用于检测催化剂的电信号和热信号，包括：位于所述反应器内部的检测元件。

可选地，所述降温装置包括：位于所述腔体内部且与水冷设备连接的循环水池，其中，所述水冷设备位于所述反应器外部，所述循环水池的进水口和水出口分别从腔体的侧壁伸出。

可选地，所述加热装置为环形电加热片，环向布置在所述凹槽外周。

可选地，所述检测元件包括：两探针，插入反应器中，分别用于检测催化剂上表面和下表面的电信号；两测温热电偶，位于所述反应器内部，分别用于检测催化剂上表面和下表面的温度。

可选地，所述检测元件还包括：控温热电偶，置于所述反应器内部，且安在所述加热装置上。

可选地，所述检测装置还包括：陶瓷管，套装在所述检测元件或反应器内的电线的外部以进行绝缘处理。

可选地，所述反应器通过不锈钢材质制备而成。

可选地，所述凹槽的四周设有绝缘层。