CN101234325A - 一种光催化反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光催化反应器。它包括一个向上开口的反应器，有一个透光的盖体与反应容器的开口密封匹配。应用本发明，则可采用顶光照射的方法，将透光部分与反应容器部分分开，这样，搅拌器对反应容器的摩擦并不影响光线的透过，提高光源的利用率，提高光催化效率。本光催化反应器作为光催化的核心部件，结构简单，制造方便，成本低。

Description

一种光催化反应器

技术领域：

本发明涉及一种光催化反应器，该反应器结构新颖、操作简单、实用性强，可应用于光催化合成、降解、转化还原等科研、生产、教学领域。

技术背景：

反应器是影响光催化效率的重要因素之一。反应器直接关系到光源的利用率，其结构一直是催化工作者努力解决的问题之一。近年来的发展方向是提高光源的利用率，但是反应器侧面透光模式一直限制光源的利用率提高。

光催化反应器是光化学反应的场所。光线如何有效地进入光催化反应容器一直是光催化工作者头疼的问题。大部分装置的设计采用侧光进入反应瓶，但受搅拌装置搅拌的影响，反应器皿容易受到磨损，从而影响透光率，反应容器的寿命因此也受到影响。另一类反应容器则采取内置光源的方法，由于灯管长度的限制，这种反应装置通常很大，需要较多的反应物，给研究工作造成浪费。光催化反应器作为光催化的核心部件，实现简单化、实用化是很有前景的。通过国内外催化领域的总结发现，简单实用的光催化反应器未见报道。

发明内容：

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种光催化反应器，提高光源的利用率，以期提高光催化效率。

为达到上述目的，本发明的构思是：

本发明采用顶光照射的方法，将透光部分与反应容器部分分开，这样搅拌器对反应容器的磨损并不影响光线的透过。

由于光催化反应中光线具有较高的能量，在长时间的照射下，反应体系的温度会升高，从而使得化学反应变得复杂，既存在光化学反应，也不能排除热化学反应。因此，为了保证反应温度的恒定，本发明在反应器的设计上采用夹套式结构，通过恒温液体在夹套中的循环，使反应体系保持恒温。

在催化反应器的设计上，受传统思路的限制，人们往往多采用玻璃器皿，但是玻璃器皿易碎，防震性差，不便于搅拌和实验操作，实验效率不能提高。本发明所采用的光路模式，即顶部照射法，改变了催化反应装置的结构，从而可以采用不同材质设计反应容器，大大提高了反应容器的使用寿命。而材质可选择范围的扩大，也使搅拌方式的可选择范围增加。如可根据需要选择磁力搅拌、超声波搅拌等；

在本发明中，催化反应器的设计还增加了反应物提供系统，它包括液体提供装置和气体提供装置两部分，使液态或气态反应物既可以在反应前加入反应器中，也可在反应进行过程中添加。

根据上述的发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种光催化反应器，包括一个向上开口的反应容器，其特征在于有一个透光的盖体与所述的反应容器的开口密封匹配。

上述盖体完全由透光材料构成，或者采用不透光材料而通过开设透光窗口嵌入透光材料构成，以达到透光目的。

上述的反应器外面有保温夹套。

上述的保温夹套上有一组一上一下的开口，供通循环恒温液用，下开口为恒温液进口，上开口为恒温液出口。

上述的反应容器与保温夹套之间形成的加套腔中，通入外界的恒温浴发生器提供恒温液体，恒温液体夹套中循环，以保证反应在设定的温度下进行。

上述反应容器的中部设计有一对开口，通过连接管与外界的气体体积变化测定系统和气相组分采样部件相连接。

上述反应容器侧面有一向上斜插开口，便于提供液相反应物，或用于液相实时采样。

上述的反应容器材质的选择可根据用户需求及所用光源不同进行选配，包括玻璃或陶瓷，或者不锈钢或铜或铁或铝或者为聚四氟乙烯PTFE、聚乙烯PE、聚丙烯PP。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明的光催化反应器为一个反应容器匹配一个透光的盖体，则可采用顶光照射的方法，将透光部分与反应容器部分分开，这样搅拌器对反应容器的磨损并不影响光线的透过，提高光源的利用率，提高光催化效率。本光催化反应器作为光催化的核心部件，结构简单，制造方便，成本低。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是图1实例使用状态图。

具体实施方式

本发明的一个优选实施例结合附图说明如下：

参考图1，本光催化反应器包括一个向上开口的反应容器1，有一个透光的盖体2与反应容器1的开口密封匹配。

上述的盖体2完全由透光材料构成，或者采用不透光材料通过开设透光窗口嵌入透光材料构成，以达到透光目的。

上述的反应容器1外面有保温夹套3。

上述的保温夹套3上有一组一上一下的开口4a、4b，供通循环恒温液用，下开口4a为恒温液进口，上开口4b为恒温液出口。

上述的反应容器1保温夹套3之间形成的夹套腔外接恒温浴发生器，恒温浴发生器提供恒温液体，在夹套腔中循环，以保证光催化反应在设定的温度下进行。

上述的反应容器1的中部有一对开口5a、5b，通过连接管外接气体体积变化测定系统和气相组分采样部件。

上述的反应容器1侧面有一向上斜插口6，便于提供液相反应物，或用于液相实时采样。不用时，由盖7盖住。在加注液相反应物时，插入注射器8(参见图2)。

Claims (8)

1.一种光催化反应器，包括一个向上开口的反应容器(1)，其特征在于有一个透光的盖体(2)与所述的反应容器(1)的开口密封匹配。

2.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于所述盖体(2)完全由透光材料构成，或者采用不透光材料通过开设透光窗口嵌入透光材料构成，以达到透光目的。

3.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于所述反应容器(1)外面有保温夹套(3)。

4.根据权利要求3所述的光催化反应器，其特征在于所述的保温夹套(3)上有一组一上一下的开口(4a、4b)，供通循环恒温液用，下开口(4a)为恒温液进口，上开口(4b)为恒温液出口。

5.根据权利要求4所述的光催化反应器，其特征在于所述反应容器(1)与保温夹套(3)之间形成的夹套腔外接恒温浴发生器，恒温浴发生器提供恒温液体，在夹套腔中循环，以保证光催化反应在设定的温度下进行。

6.根据权利要求3所述的光催化反应器，其特征在于所述反应容器(1)的中部有一对开口(5a、5b)，通过连接管外接气体体积变化测定系统和气相组分采样部件。

7.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于所述反应容器(1)侧面有一向上斜插口6，便于提供液相反应物，或用于液相实时采样。

8.根据权利要求3所述的光催化反应器，其特征在于所述的反应容器(1)材质玻璃或陶瓷，或者不锈钢或铜或铁或铝或者为聚四氟乙烯PTFE、聚乙烯PE、聚丙烯PP。

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