CN203448089U - 一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置，包括反应器本体、反应器压圈、反应器密封O型圈和压盖组件；所述反应器本体为圆柱状容器；所述反应器压圈套在反应器本体的上部外沿，所述反应器压圈内侧设有环形凹槽；所说反应器密封O型圈放置于反应器压圈的环形凹槽内；所述压盖组件为一圆饼状结构，设置多个电极通道和多个通路且可实现电极拆卸，电极通道内设置密封圈，使本装置可适用市面上的多种电极；压盖组件压在所述反应器压圈上面，通过紧固螺丝将压盖组件和反应器压圈固定，反应器O型圈受挤压，将反应器压圈固定在反应器本体的上部外沿；本实用新型结构简单、可实现良好密封及快速拆卸，适用多种电极，可实现气体吹扫等。

Description

一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置

技术领域

本实用新型涉及光电化学反应领域，尤其涉及一种电极可拆卸的多电极多通路光反应装置。

背景技术

1839年A.-E.贝可勒尔首先观察到两个等同的金属电极插在稀酸溶液中，光照其中一个电极而产生电流的现象，称为贝可勒尔效应。1887年H.R.赫兹在金属│真空界面的研究中发现光电子发射现象。而在电极│溶液界面，电子的光发射效应则演变成为光电化学的一个研究方向。20世纪50年代中期以后，光发射已发展成为电化学体系中的一项独立的研究内容。50年代中期,在研究半导体│电解液界面过程中,了解到当光照半导体电极而且光量子的能量大于半导体的带隙时，可以产生较大的光电流，它远大于金属受光照产生光电子发射所能获得的电流。这种效应到1972年找到了应用的前景，用光照n-二氧化钛阳极（以铂为阴极的光电化学电池），第一次实现了光助电解水产生氢的重要成果。此后光电子化学能量转换的研究引起了广泛兴趣，尤其在70年代后期，用电化学方法将太阳能转化为电能和化学能，形成了太阳能利用的光电化学方向。

光电解水过程在实现太阳能分解水制氢方面优势显著，在世界范围内受到越来越多的关注。随着研究的深入，人们迫切需要定量的研究光电极所产生的光电流大小与实际分解水产氢、产氧量的关系。而目前市场上没有满足此功能的专门的光电化学反应装置。为此急需开发一种能满足上述实验要求的多电极光催化反应装置，以解决现有的光电化学研究问题。

当前光电化学反应的研究，特别是光电解水、二氧化碳光电催化等，侧重于常温常压条件，其反应装置主要是开放式的，适于非封闭的系统。使用的多为自制电极,无法满足市面上大多数的常规电极。即使是封闭的系统，也存在使用繁琐，拆卸复杂等诸多问题。

现有的光电反应器实验特定性强，存在无法实现气体吹扫，无法实现平面的通光窗口，反应器安装拆卸难度大，和电极无法兼容等诸多问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置，其具有安装拆卸方便、可适于大多数常规电极，并且可实现气体吹扫等。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置，包括反应器本体、反应器压圈、反应器密封O型圈和压盖组件；

所述反应器本体为圆柱状容器，其侧面设有一个平面光窗口；所述反应器压圈为环状结构，其截面周圈设有若干个固定孔，其内侧设有环形凹槽，所述反应器压圈套在反应器本体的顶部外沿；所说反应器密封O型圈放置于反应器压圈的环形凹槽内；所述压盖组件为一圆饼状结构，其边缘均匀分布有若干个固定孔；所述压盖组件压在所述反应器压圈上面，通过紧固螺丝穿过压盖组件和反应器压圈上的固定孔进行固定，反应器O型圈受挤压，将反应器压圈固定在反应器本体的顶部外沿。

本实用新型的有益效果是：反应器本体上设有光学平面窗口，可实现光能量利用的最大化；所述压盖组件包括多个电极通道和多个通路且可实现电极拆卸，电极通道内密封圈的设置，使本装置可适用市面上的多种电极，并可实现良好的密封性及快速拆卸；压盖本体上设有多个气路，可实现气体吹扫，气体循环和样品气体的实时分析。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述压盖组件包括压盖本体、若干个电极密封O型圈和若干个电极压圈；

所述压盖本体为一圆饼状结构，在其中心部位分布有若干个中空柱状的电极通道，且电极通道两端分别凸出于所述压盖本体的上下两侧面；所述电极通道上下两端面内侧各设有环形凹槽；所述电极密封O型圈放置于电极通道的环形凹槽内；所述电极通道的两端各固定一个电极压圈；在所述压盖本体顶面若干个电极通道外侧分布有若干个中空柱状的通气管。

进一步，所述压盖本体外圆对称两点分别设有一个矩形把手。

采用上述进一步方案的有益效果是：使压盖本体更容易安装到反应器压圈上，并使安装的更牢固；并能防止在移动本电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置时触摸到反应器本体；方便对压盖组件的拆卸。

进一步，所述压盖本体底面距边缘一定距离处设有环形突起，且环形突起与反应器压圈内侧的环形凹槽相吻合；所述压盖本体的环形凸起嵌入到反应器压圈的环形凹槽内。

进一步，所述电极压圈两端面距边缘一定距离处各设有一个环形突起，且环形突起与电极通道内侧的环形凹槽相吻合；所述电极压圈的环形凸起嵌入到电极通道的环形凹槽内并通过螺纹固定。

进一步，所述反应器本体为石英玻璃或普通玻璃。

采用上述进一步方案的有益效果是：使用石英玻璃或普通玻璃作为反应器本体可以很好的兼容现有的光电化学实验检测仪器，并可在反应器本体上预留了多种接口，如法兰、磨口，还可以直接焊接等。

进一步，所述反应器压圈采用金属材质，并经过防腐蚀处理。

进一步，所述压盖本体和采用金属材质，并经过防腐蚀处理。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过采用金属等材质的反应器压圈和压盖本体，可以有效解决化学检测仪器与石英玻璃或普通玻璃材质反应器本体的正确对接的问题；且反应器压圈和压盖本体经过了特殊防腐蚀处理，彻底解决了非石英玻璃或非普通玻璃材质容易被化学试剂腐蚀和反应的问题。防腐处理方法可根据实际需要进行选择（如喷涂特氟龙、电镀等）。

进一步，所述电极压圈采用聚四氟乙烯材料。

附图说明

图1为本实用新型所述一种电极可拆卸的多电极光电反应装置的主视图；

图2为本实用新型所述一种电极可拆卸的多电极光电反应装置的爆炸图；

图3为本实用新型所述压盖组件的主视图；

图4为本实用新型所述压盖组件的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、反应器本体，2、反应器压圈，3、反应器密封O型圈，4、压盖组件，1-1、平面光窗口,4-1、压盖本体，4-2、电极密封O型圈，4-3、电极压圈，4-1-1、电极通道，4-1-2、通气管，4-1-3、矩形把手，4-1-4、环形凸起。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1、2所示，一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置，包括反应器本体1、反应器压圈2、反应器密封O型圈3和压盖组件4；

所述反应器本体1为圆柱状容器，其侧面设有一个平面光窗口1-1；所述反应器压圈2为环状结构，其截面周圈设有若干个固定孔，其内侧设有环形凹槽，所述反应器压圈2套在反应器本体1的顶部外沿；所说反应器密封O型圈3放置于反应器压圈2的环形凹槽内；所述压盖组件4为一圆饼状结构，其边缘均匀分布有若干个固定孔；所述压盖组件4压在所述反应器压圈2上面，通过紧固螺丝穿过压盖组件4和反应器压圈2上的固定孔进行固定，反应器O型圈3受挤压，将反应器压圈2固定在反应器本体1的顶部外沿。

如图1、2、3和4所示，所述压盖组件4包括压盖本体4-1、若干个电极密封O型圈4-2和若干个电极压圈4-3；

所述压盖本体4-1为一圆饼状结构，在其中心部位有若干个中空柱状的电极通道4-1-1，且电极通道4-1-1两端分别凸出于所述压盖本体4-1的上下两侧面；所述电极通道4-1-1上下两端面内侧各设有环形凹槽；所述电极密封O型圈4-2放置于电极通道4-1-1的环形凹槽内；所述电极通道4-1-1的两端各固定一个电极压圈4-3；在所述压盖本体4-1顶面若干个电极通道4-1-1外侧分布有若干个中空柱状的通气管4-1-2。

其中，所述压盖本体4-1外圆对称两点分别设有一个矩形把手4-1-3。这使得使压盖本体更容易安装到反应器压圈上，并使安装的更牢固；并能防止在移动本电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置时触摸到反应器本体；且方便对压盖组件的拆卸。

其中，所述压盖本体4-1底面距边缘一定距离处设有环形突起4-1-4，且环形突起4-1-4与反应器压圈2内侧的环形凹槽相吻合；所述压盖本体4-1的环形凸起嵌入到反应器压圈2的环形凹槽内。

其中，所述电极压圈4-3两端面距边缘一定距离处各设有一个环形突起，且环形突起与电极通道4-1-1内侧的环形凹槽相吻合；所述电极压圈4-3的环形凸起嵌入到电极通道4-1-1的环形凹槽内并通过螺纹固定。

其中，所述反应器本体1为石英玻璃或普通玻璃。使用石英玻璃或普通玻璃作为反应器本体可以很好的兼容现有的光电化学实验检测仪器，并可在反应器本体上预留了多种接口，如法兰、磨口和直接焊接等。

其中，所述反应器压圈2采用金属材质，并经过防腐蚀处理。

其中，所述压盖本体4-1和采用金属材质，并经过防腐蚀处理。

通过采用金属等材质的反应器压圈和压盖本体，可以有效解决化学检测仪器与石英玻璃或普通玻璃材质反应器本体的正确对接的问题；且反应器压圈和压盖本体经过了特殊防腐蚀处理，彻底解决了非石英玻璃或非普通玻璃材质容易被化学试剂腐蚀和反应的问题。防腐处理方法可根据实际需要进行选择（如喷涂特氟龙、电镀等）。

其中，所述电极压圈4-3采用聚四氟乙烯材料。

所述平面光窗口1-1处采用热焊接的焊接工艺将石英材质的平面光窗口1-1焊接在反应器本体1上，热焊接保证了窗口的平整，做到了最小限度的光折射和散射，从而保证光能量的最大利用。

下面简要介绍一下本实用新型所述一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置的安装过程：

步骤1：将电极密封O型圈4-2放入压盖本体4-1的电极通道4-1-1的环形凹槽内；

步骤2：将电极插入电极密封O型圈4-2里（由于电极密封O型圈4-2的内径可根据插入电极密封O型圈4-2的电极对电极密封O型圈4-2挤压程度而变化，所以可插入多种型号的电极）；

步骤3：盖上电极压圈4-3，并拧紧电极压圈4-3；其中压盖本体4-1、电极压圈4-3和电极密封O型圈4-2组装后构成压盖组件4；

步骤4：将反应器密封O型圈3放入反应器压圈2内侧的环形凹槽内，将组装好的压盖组件4压在反应器压圈2上，并通过紧固螺丝穿过压盖本体4-1边缘的固定孔和反应器压圈2边缘的固定孔，拧上紧固螺丝但不要拧紧；

步骤5：将步骤4中组装好的组件盖到反应器本体1上，按对角紧固方式将紧固螺丝拧紧，既安装完成。

本实用新型广泛使用于液固相式光电催化反应，特别是固定模式的光电催化制氢、制氧反应的研究。并且本实用新型可通过与专用的电化学工作站、气相色谱相连，可实现离线或在线对反应生成物的检测，以及电流电压的控制。实现对电流、电压、光强及反应压力四者对催化活性的影响研究。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置，其特征在于，包括反应器本体（1）、反应器压圈（2）、反应器密封O型圈（3）和压盖组件（4）；

所述反应器本体（1）为圆柱状容器，其侧面设有一个平面光窗口（1-1）；所述反应器压圈（2）为环状结构，其截面周圈设有若干个固定孔，其内侧设有环形凹槽，所述反应器压圈（2）套在反应器本体（1）的顶部外沿；所说反应器密封O型圈（3）放置于反应器压圈（2）的环形凹槽内；所述压盖组件（4）为一圆饼状结构，其边缘均匀分布有若干个固定孔；所述压盖组件（4）压在所述反应器压圈（2）上面，通过紧固螺丝穿过压盖组件（4）和反应器压圈（2）上的固定孔进行固定，反应器密封O型圈（3）受挤压，将反应器压圈（2）固定在反应器本体（1）的顶部外沿。

2.根据权利要求1所述一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置，其特征在于，所述压盖组件（4）包括压盖本体（4-1）、若干个电极密封O型圈（4-2）和若干个电极压圈（4-3）；

所述压盖本体（4-1）为一圆饼状结构，在其中心部位分布有若干个中空柱状的电极通道（4-1-1），且电极通道（4-1-1）两端分别凸出于所述压盖本体（4-1）的上下两侧面；所述电极通道（4-1-1）上下两端面内侧各设有环形凹槽；所述电极密封O型圈（4-2）放置于电极通道（4-1-1）的环形凹槽内；所述电极通道（4-1-1）的两端各固定一个电极压圈（4-3）；在所述压盖本体（4-1）顶面若干个电极通道（4-1-1）外侧分布有若干个中空柱状的通气管（4-1-2）。

3.根据权利要求2所述一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置，其特征在于，所述压盖本体（4-1）外圆对称两点分别设有一个矩形把手（4-1-3）。

4.根据权利要求2所述一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置，其特征在于，所述压盖本体（4-1）底面距边缘一定距离处设有环形突起（4-1-4），且环形突起（4-1-4）与反应器压圈（2）内侧的环形凹槽相吻合；所述压盖本体（4-1）的环形凸起嵌入到反应器压圈（2）的环形凹槽中。

5.根据权利要求2所述一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置，其特征在于，所述电极压圈（4-3）两端面距边缘一定距离处各设有一个环形突起，且环形突起与电极通道（4-1-1）内侧的环形凹槽相吻合；所述电极压圈（4-3）的环形凸起嵌入到电极通道（4-1-1）的环形凹槽中并通螺纹固定。

6.根据权利要求1所述一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置，其特征在于，所述反应器本体（1）为石英玻璃或普通玻璃。

7.根据权利要求1所述一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置，其特征在于，所述反应器压圈（2）采用金属材质，并经过防腐蚀处理。

8.根据权利要求2所述一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置，其特征在于，所述压盖本体（4-1）和采用金属材质，并经过防腐蚀处理。

9.根据权利要求2所述一种电极可拆卸的多电极多通路光电反应装置，其特征在于，所述电极压圈（4-3）采用聚四氟乙烯材料。

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