CN203291845U - 一种具有温度和湿度测量功能的光催化反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种具有温度和湿度测量功能的光催化反应装置，其装置简单，操作方便，实用。装置特征为：阀门(2)和阀门(3)分别位于光催化反应器(9)一端，用于放置光催化材料表面皿(1)置于光催化反应器(9)内，光催化反应器(9)内的温度传感探头(4)和湿度传感器探头(5)通过数据线分别与接头(6)和接头(7)连接。温度传感器和湿度传感器的显示屏(8)可以即时显示其数值的变化。光催化反应器(9)的正面透光窗口为滤波片石英材料。利用温度和湿度传感器显示屏(8)显示光催化反应器(9)内的即时温度值和湿度值。利用检测装置气相色谱仪进行生成物的检测与分析。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光催化材料性能测试方法及装置，尤其是一种具有温度与湿度测量功能的光催化反应装置。
背景技术
在这个提倡低污染、低能耗的时代，越来越多的研究者开始关注光催化材料反应，如光催化材料降解有机污染物，光催化材料分解水制氢等。目前关于半导体光催化剂的应用研究主要集中在以下几个方面：抗菌除臭；分解污水中的有机物；处理重金属离子；废气净化；自清洁作用；光催化氢气和氧气，可提供无污染的、高效的、无害的清洁能源。但是光催化技术发展至今，并未实现大规模的应用，其主要原因是TiO2的光催化氧化效率受诸多因素的影响，如反应温度、流速、湿度、光强等。气相光催化反应过程中，水分子的存在是必须的，它们能够提供可捕获光生空穴的羟基，进而产生氧化性非常高的羟基自由基-OH，以氧化分解吸附在催化剂表面的污染物质。虽然气-固相光催化反应并不一定主要通过羟基自由基进行，但仍然存在催化剂表面的水与空穴作用生成羟基自由基的可能，同时还有利于氧气的光吸附，并在大多数情况下能加快光催化反应的进行。但有学者发现，TiO2表面吸附的水能使光致电子和空穴更加容易符合，从而导致光催化效率降低。在光催化反应中，H2O分子在紫外光的照射下与纳米TiO2反应生成具有高度氧化性的羟基自由基(-OH)，因此研究相对湿度对光催化净化气体的影响有重要实际意义。
以光催化材料TiO2为例，光催化反应的实验原理，当催化剂TiO2以波长小于385nm的光照射后，能够被激发产生光生电子-空穴对。光生电子-空穴对转移到本体表面后，一般与表面吸附的H2O或空气中的氧反应形成具有强氧化活性的羟基自由基和活性氧，
研究表明，在光催化反应中，在一定的温度范围内，光催化反应速率是与温度成正比的，这可能是由于在这个温度范围内，光催化氧化反应与反应物分子或中间产物在催化剂表面的扩散和迁移，以及活性中心上的反应产物的脱附步骤等有关，在其他温度范围内，温度的影响并不明显。环境温度(T)和相对湿度(RH)直接影响反应物种(污染物)在吸附在光催化剂上的吸附及扩散过程，在一定程度上对光催化反应速率产生了很大的影响。然而大部分反应装置没有考虑温度和湿度的即时测试，因此，研究一种具有温度和湿度测量功能的光催化反应装置具有重要意义。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本实用新型专利提供了一种新的光催化反应装置。本实用新型装置通过温度传感器和湿度传感器，能够即时测试光催化反应温度和湿度的数据及其对光催化性能的影响。
为达上述目的，本实用新型专利采用了如下技术方案：
一种带有温度传感器和湿度传感器的反应装置，其特征在于，阀门(2)和阀门(3)分别位于光催化反应器(9)一端，用于放置光催化材料表面皿(1)置于光催化反应器(9)内，光催化反应器(9)内的温度传感探头(4)和湿度传感器探头(5)通过数据线分别与接头(6)和接头(7)连接。温度传感器和湿度传感器的显示屏(8)可以即时显示其数值的变化。光催化反应器(9)的正面透光窗口为滤波片石英材料。本实用新型的特点在于装置简单，实用，便于操作。
附图说明
图1为本实用新型装置的结构示意图。
图中：1.表面皿2.气体进口阀门3.气体出口阀门4.温度传感器探头5.湿度传感器探头6.温度传感器接头7.湿度传感器接头8.温度和湿度传感器显示屏9.反应器。
具体实施方式
下面结合实例对本实用新型装置进行进一步说明：
图1中所述的光催化反应装置中，包括表面皿，进口阀门，出口阀门，温度和湿度 传感器探头，显示屏及反应器。
在反应开始前，将反应物放在表面皿1中，并将接头6和接头7分别与温度传感探头4和湿度传感器探头5连接，然后将阀门2和3关闭，使反应器密闭。打开传感器显示屏8的电源后，在反应进行时，温度值和湿度值将会显示在传感器显示屏8上。
实施案例1：CO2还原的光催化反应。
光催化反应器9正面透光窗口为滤波片石英材料，反应器内底部可放置小表面皿1(直径为4-6cm)，将活性评价用的光催化材料平铺于表面皿1，关紧阀门保证反应体系为密闭空间，利用三通阀门将2接口与真空泵连接，使用真空泵将反应器9中的气体抽出使其成为真空状态，当反应系统处于已经真空的情况下，将阀门2接口与装有CO2的气体瓶相接，通入一段时间CO2气体后打开阀门3，使CO2布满整个反应器，再关闭阀门3，处于避光状态3～5个小时，使反应体系达到吸附脱附平衡状态。然后放置光源，可以结合不同截止波长的滤波片使用，使输出的光源为不同的波段。光线透入反应器照射到表面皿1上的反应材料上，通过气相进样针在装有进样垫的阀门3位置取样1mL，注入气相色谱议中对生成物进行分析，得出结果。
实施案例2：IPA降解的光催化反应。
向玻璃反应器9中放入IPA和光催化材料，关紧阀门保证反应体系为密闭空间，利用三通阀门将阀门2与真空泵连接，使用真空泵将反应器中的气体抽出使其成为真空状态，当反应系统处于真空的情况下，将阀门2接口与装有IPA的气体瓶相接，通入一段时间IPA气体后打开阀门3，使IPA布满整个反应器，再关闭阀门3，放置反应装置于避光处3～5个小时，使反应体系达到吸附脱附平衡状态。然后放置光源，可以结合不同截止波长的滤波片使用，使输出的光源为不同的波段。使光线透入反应器照射到表面皿1上的反应材料上，通过气相进样针在装有进样垫的阀门3位置取样1mL，注入气相色谱仪器中对生成物进行分析，得出结果。
Claims (3)
1.一种具有温度和湿度测量功能的光催化反应装置，其特征在于，阀门(2)和阀门(3)分别位于光催化反应器(9)一端，用于放置光催化材料表面皿(1)置于光催化反应器(9)内，光催化反应器(9)内的温度传感探头(4)和湿度传感器探头(5)通过数据线分别与接头(6)和接头(7)连接。
2.根据权利要求1所述的具有测量温度和湿度功能的光催化反应装置，其特征在于，温度传感器和湿度传感器的显示屏(8)可以即时显示其数值的变化。
3.根据权利要求1所述的具有测量温度和湿度功能的光催化反应装置，其特征在于，光催化反应器(9)的正面透光窗口为滤波片石英材料。
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| CN2013201254434U CN203291845U (zh) | 2013-03-13 | 2013-03-13 | 一种具有温度和湿度测量功能的光催化反应装置 |
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| CN2013201254434U CN203291845U (zh) | 2013-03-13 | 2013-03-13 | 一种具有温度和湿度测量功能的光催化反应装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111536950A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-14 | 杭州浅海科技有限责任公司 | 一种剖面海洋测量仪器的去温度影响的方法 |
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- 2013-03-13 CN CN2013201254434U patent/CN203291845U/zh not_active Expired - Fee Related
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