CN110327862A - 一种体声波增强型催化反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种体声波增强型催化反应器，包括反应腔，所述反应腔内壁对称设置有第一电极、第二电极；所述第一电极、第二电极之间设置有多条压电纳米线；该体声波增强型催化反应器，通过在反应腔内设置压电纳米线，在进行催化反应的时候，能够给压电纳米线加电，使得压电纳米线产生体声波，这样压电纳米线就会振动，这样就可以提高外界照射光的接收率，从而提高催化反应效率。

Description

一种体声波增强型催化反应器

技术领域

本发明涉及声波谐振技术领域，具体涉及一种体声波增强型催化反应器。

背景技术

体声波增强型催化反应器,其英文全称是Film Bulk Acoustic Resonator,缩写为FBAR。不同于以前的滤波器，是使用硅底板、借助MEMS技术以及薄膜技术而制造出来的。在无线收发器中实现镜像消除、寄生滤波和信道选择等功能，有较高Q值和易实现微型化等特点。

随着薄膜与微纳制造技术的发展，电子器件正向微型化、高密集复用、高频率和低功耗的方向迅速发展。近年来发展起来的体声波增强型催化反应器（FBAR）采用一种先进的谐振技术,它是通过压电薄膜的逆压电效应将电能量转换成声波而形成谐振，这一谐振技术可以用来制作薄膜频率整形器件等先进元器件，体声波增强型催化反应器（FBAR）声波器件具有体积小,成本低,品质因数（Q）高、功率承受能力强、频率高（可达1-10GHz）且与IC技术兼容等特点，适合于工作在1-10 GHz的RF系统应用，有望在未来的无线通讯系统中取代传统的声表面波（SAW）器件和微波陶瓷器，因此在新一代无线通信系统和超微量生化检测领域具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种体声波增强型催化反应器，包括反应腔，所述反应腔内壁对称设置有第一电极、第二电极；所述第一电极、第二电极之间设置有多条压电纳米线。

所述第一电极的内壁上设置有第一绝缘层；所述第二电极的内壁上设置有第二绝缘层。

所述第一绝缘层、第二绝缘层均是由二氧化硅制成。

所述多条压电纳米线周期排列构成的压电纳米线阵列。

所述压电纳米线包括截面为圆形的纳米线、截面为正多边形的纳米线。

所述第一电极层、第二电极层是由金、银、铜中的任意一种制成。

所述压电纳米线是由AlN、ZnO、LiNbO₃或石英中的任意一种制成。

所述压电纳米线的截面直径是100nm～500nm。

本发明的有益效果：本发明提供的这种体声波增强型催化反应器，通过在反应腔内设置压电纳米线，在进行催化反应的时候，能够给压电纳米线加电，使得压电纳米线产生体声波，这样压电纳米线就会振动，这样就可以提高外界照射光的接收率，从而提高催化反应效率。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是体声波增强型催化反应器的结构俯视图一。

图2是体声波增强型催化反应器的结构俯视图二。

图3是压电纳米线排列的结构示意图一。

图4是压电纳米线排列的结构示意图二。

图5是压电纳米线排列的结构示意图三。

图中：1、第一电极；2、第二电极；3、第一绝缘层； 4、第二绝缘层；5、反应腔；6、压电纳米线。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

本实施例提供了一种如图1～图5所示的体声波增强型催化反应器，包括反应腔5，所述反应腔5内壁对称设置有第一电极1、第二电极2，具体设置方式如图1、图2所示，第一电极1设置于反应腔5下侧面的内壁，第二电极2设置于反应腔5上侧面的内壁，第一电极1与第二电极2对称设置；所述第一电极1、第二电极2之间设置有多条压电纳米线6，所述多条压电纳米线6的排列方式如图2、图4所示，所示，为杂乱排列，每条压电纳米线6的两端分别与第一电极1、第二电极2连接，这样在给第一电极1、第二电极2外接电源的正、负极之后，就可以使得压电纳米线6处于电路回路中，在电源接通之后，压电纳米线6就会产生逆压电效应，也就是说，在压电纳米线6中会产生体声波，从而使得压电纳米线6产生振动，这样，当外界的光入射到反应腔5内的时候，就可以提高压电纳米线6与外界光的耦合率，从而提高外界的光的接收效率得到提高，也就提高了催化反应的效率。

进一步的，所述第一电极1的内壁上设置有第一绝缘层3；所述第二电极2的内壁上设置有第二绝缘层4，第一绝缘层3、第二绝缘层4可以起到很好的隔离作用，避免反应腔5内的反应液与第一电极1、第二电极2直接接触，从而影响反应液进行催化反应。

进一步的，所述压电纳米线6的表面也镀有绝缘膜，这样可以避免，避免反应腔5内的反应液与压电纳米线6直接接触，从而影响反应液进行催化反应。

进一步的，所述第一绝缘层3、第二绝缘层4、绝缘膜均是由二氧化硅制成；二氧化硅具有很好的稳定性，不跟水、一般的酸发生反应，绝缘材料的选择，需根据所进行的催化反应进行改变，避免反应液直接与电极、压电纳米线直接接触，影响催化反应的进行。

另外一种排列方式，如图1、图3所示所示，所述多条压电纳米线6周期排列构成的压电纳米线阵列，与杂乱的排列方式相比，周期性排列的压电纳米线，产生的体声波更加的稳定，所产生的体声波引起的压电纳米线的震动也更加的均匀，对于催化反应的效率有更好的提高效果。

所述压电纳米线6另外一种设置方式，如图5所示，压电纳米线6包括截面为圆形的压电纳米线6、截面为正多边形的纳米线，图5所示为截面正五边形的压电纳米线6和截面为圆形的纳米线6混合排列，这样在电源接通之后，压电纳米线6中会产生体声波，能够造成压电纳米线6阵列的结构“跳跃”，从而进一步增强使得压电纳米线6产生振动，这样，当外界的光入射到反应腔5内的时候，就可以进一步增强提高压电纳米线6与外界光的耦合率，从而提高外界的光的接收效率得到提高，也就提高了催化反应的效率。

进一步的，所述第一电极层1、第二电极层2是由金、银、铜中的任意一种制成。

进一步的，所述压电纳米线6是由AlN、ZnO、LiNbO₃或石英中的任意一种制成；优先的选择是所述压电纳米线6 是由ZnO制成。

进一步的，所述压电纳米线6的截面直径是100nm～500nm，压电纳米线6的截面直径与所产生的体声波的频率有关，可以根据所需要产生的体声波的频率选择压电纳米线6的截面直径为100nm、200nm、300nm、400nm、500nm等。

综上所述，该体声波增强型催化反应器，通过在反应腔5内设置压电纳米线6，在进行催化反应的时候，能够给压电纳米线6加电，使得压电纳米线6产生体声波，这样压电纳米线6就会振动，这样就可以提高外界照射光的接收率，从而提高催化反应效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种体声波增强型催化反应器，其特征在于：包括反应腔（5），所述反应腔（5）内壁对称设置有第一电极（1）、第二电极（2）；所述第一电极（1）、第二电极（2）之间设置有多条压电纳米线（6）。

2.如权利要求1所述的体声波增强型催化反应器，其特征在于：所述第一电极（1）的内壁上设置有第一绝缘层（3）；所述第二电极（2）的内壁上设置有第二绝缘层（4）。

3.如权利要求1所述的体声波增强型催化反应器，其特征在于：所述第一绝缘层（3）、第二绝缘层（4）均是由二氧化硅制成。

4.如权利要求1所述的体声波增强型催化反应器，其特征在于：所述多条压电纳米线（6）周期排列构成的压电纳米线阵列。

5.如权利要求4所述的体声波增强型催化反应器，其特征在于：所述压电纳米线（6）包括截面为圆形的纳米线、截面为正多边形的纳米线。

6.如权利要求1所述的体声波增强型催化反应器，其特征在于：所述第一电极层（1）、第二电极层（2）是由金、银、铜中的任意一种制成。

7.如权利要求1所述的体声波增强型催化反应器，其特征在于：所述压电纳米线（6）是由AlN、ZnO、LiNbO₃或石英中的任意一种制成。

8.如权利要求1所述的体声波增强型催化反应器，其特征在于：所述压电纳米线（6）的截面直径是100nm～500nm。